Устройство для определения ресурса долота Советский патент 1991 года по МПК E21B12/02 

расстоянии, равном расстоянию между вершинами лепестков 3 и 4, и разделенной с ней поперечными сквозными промывочными щелями 8. Индикатор 5 расположен с возможностью взаимодействия с вершинами лепестков 4. Долговечность лепестков 3 задается равной максимальной долговечности долота из выборки нормального распределения числа их отказов во времени при испытании на стенде для того, чтобы заведомо при любых совместных условиях работы обеспечить разрушение лепестков 3 раньше, чем любое долото испытанного типа и размера. В процессе долбления по мере поступления сигналов о степени сработки долота можно соответственно корректировать параметры режима бурения, оптимизируя его по требуемым критериям 1 э.п, ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для контроля износа шарошечных долот при бурении в различ-- ных горно-геологических условиях. Цель изобретения - обеспечение рациональной отработки долот путем прогнозирования их остаточного ресурса. На кольце 2 между основными тарировочными лепестками 3 расположены дополнительные удлиненные тарировочные лепестки 4. Устройство имеет индикатор 5 износа, выполненный с дополнительной ступенью 6 большего диаметра, расположенной над основной ступенью 7 на т/ е а СЛ dj оо |N

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для контроля износа шарошечных долот при бурении в различных горно-геологических условиях, и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1460183.

Целью изобретения является обеспечение рациональной обработки долот путем прогнозирования их остаточного ресурса.

На фиг. 1 показано устройство для определения ресурса долота; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого расположен датчик износа, выполненный в виде кольца 2 и закрепленных на нем лепестков 3 и дополнительных удлиненных лепестков 4. Внутри корпуса 1 расположен полый индикатор 5 износа, выполненный со ступенчатой наружной поверхностью и дополнительной ступенью 6 большего диаметра, расположенной над основной ступенью 7 на расстоянии, равном расстоянию между вершинами дополнительных 4 и основных 3 лепестков и разделенной с ней поперечными сквозными промывочными щелями 8. Индикатор 5 износа подпружинен пружиной 9. Над пружиной 9 расположена регулировочная гайка 10. Корпус 1 выполнен с продольным спиральным пазом 11, а индикатор износа выполнен по наружной поверхности с выступом 12, который расположен в спиральном пазу 11. В корпусе 1 выполнены радиальные отверстия 13, перекрытые индикатором 5. В нижней части корпуса 1 под датчиком износа установлена герметизирующая манжета 14.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается в бурильную колонну непосредственно над допотом. При возникновении в бурильной колонне динамических усилий полый индикатор 5 износа получает осевое возвратно-поступательное перемещение, при этом он

воздействует на тарировочные лепестки 4 датчика износа, вызывая в них накопление усталостных повреждений. Усилие прижатия индикатора 5 износа к тарировочным

лепесткам 4 регулируется за счет пружины 9. которая фиксируется регулировочной гайкой 10. Долговечность лепестков 4 верхнего яруса датчика износа задается равной некоторой доле долговечности долота (например,для двухъярусного датчика износа она может составлять половину долговечности долота). Индикатор 5 износа кинематически взаимодействует с лепестками 4 датчика износа до момента разрушения тарировочных

лепестков 4. После их разрушения полый индикатор 5 под действием усилия пружины 9 перемещается по спиральному пазу 11 корпуса 1 в осевом направлении и одновременно поворачивается вокруг своей оси

При этом, поскольку расстояние между вершинами тарировочных лепестков датчика износа и ширина поперечных промывочных щелей 8 больше, чем шаг спирального паза, выполненного в корпусе 1, происходит совмещение промывочных щелей 8 и радиальных отверстий 13 по всему пути движения полого индикатора 5 износа. В результате этого резко снижается давление промывочной жидкости в бурильной колонне, что является сигналом об определенном износе долота. Перемещение индикатора 5 износа продолжается до тех пор. пока он своим уступом не войдет в контакт с тарировочны- ми лепестками 3 нижней ступени датчика

износа. При этом индикатор 5 износа перекроет радиальные отверстия 9 корпуса 1, давление внутри бурильной колонны снова повысится, что регистрируется на поверхности.

Теперь индикатор S износа кинематически взаимодействует с тарировочными лепестками 3 нижнего яруса датчика износа и бурение продолжается до тех пор, пока вследствие накопления усталостных повреждений не разрушатся лепестки 3. После их разрушения полый индикатор 5 под действием пружины 9 перемещается в осевом направлении и открывает сквозные ргди- альные отверстия 13 в корпусе 1. В результате этого резко снижается давление промывочной жидкости в бурильной колонне, что регистрируется на поверхности и является сигналом о критическом износе долота.

Для определения заданной долговечности лепестков 3 и 4 на стенде испытания долот, в условиях, близких к условиям бурения (осевая нагрузка, частота вращения, наличие промывочной жидкости), отрабатывают долота одного типа и размера и определяют их среднюю долговечность. Одновременно с испытанием долот тарируют лепестки 4 и лепестки 3 датчика износа. Долговечность тарировочных лепестков 4 задается равной некоторой доле средней долговечности долота (для двухступенчатого датчика износа равной половине средней долговечности долота, для трехступенчатого датчика износа - третьей части средней долговечности долота и т.д.). Долговечность тарировочных лепестков 3 задается равной максимальной долговечности долота из выборки нормального распределения числа их отказов во времени при испытании на стенде для того, чтобы заведомо при любых совместных условиях работы обеспечить разрушение тарировочных лепестков 3 раньше (или одновременно), чем любое долото испытанного типа и размера.

В случае вынужденного прекращения долбления, в зависимости от состояния датчика износа, можно определить остаточный

А-А

Фиг.2фаг j

Составитель А.Скалунов

Редактор А.МотыльТехред М.МоргенталКорректор Т.Малец

Заказ 1937Тираж 367Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35. Раушская наб,, 4/5

ресурс долота и оперативно решить вопрос о целесообразности дальнейшего использования данного долота. В процессе долбления по мере поступления сигналов о степени сработки долота можно соответственно корректировать параметры режима бурения, оптимизируя его по требуемым критериям.

Выполнение паза спиральным позволя- 0 ет (без удара) опускаться индикатору износа на тарировочные лепестки 3.

Формула изобретения

1,Устройство определения ресурса долота по авт.св. № 1460183, отличающе5 е с я тем, что, с целью обеспечения рациональной отработки долот путем прогнозирования из остаточного ресурса, оно снабжено дополнительными удлиненными тарировочными лепестками, закрепленны0 ми на кольце между основными тариро-. вочными лепестками, а индикатор износа выполнен с дополнительной ступенью большего диаметра, расположенной над основной ступенью на расстоянии, равном

5 расстоянию между вершинами дополнительных и основных лепестков, и разделенной с ней поперечными сквозными промывочными щелями, причем индикатор износа расположен с возможностью взаи0 модействия с вершинами дополнительных лепестков.

5 выступом на наружной поверхности, расположенным в спиральном пазу. Ь -6

3