Устройство для контроля осевой нагрузки на долото Советский патент 1992 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для определения осевой нагрузки на долото в забойных условиях при бурении скважин.

Известно устройство для измерения осевой нагрузки на долото, содержащее полый корпус с узлом измерения и регистрации осевой нагрузки, выполненным в виде индикатора усталостных повреждений, включающего полый подпружиненный шток и полый цилиндр с тарированными усиками переменного сечения, расположенными на его торцевой поверхности с возможностью взаимодействия с ним полого подпружиненного штока.

Наиболее близким техническим решением является устройство для контроля осевой нагрузки на долото, содержащее полый корпус с осевыми отверстиями на торцевых поверхностях, соединенный с одного конца с бурильной колонной, а с другого конца кинематически связанный с долотом, и механизм индикации осевой нагрузки на долото, выполненный в виде упорного подшипника.

Работа известных устройств связана с необходимостью их подъема после замера на дневную поверхность, что требует значительных временных и трудовых затрат.

-ч

vi О hO VI VI

U

Цель изобретения - снижение временных, трудовых затрат за счет непрерывного контроля в процессе бурения.

На чертеже изображено устройство для контроля осевой нагрузки на долото.

Устройство состоит из полого корпуса 1 с осевыми отверстиями 2 на торцевых поверхностях и размещенным в нем механизмом индикации осевой нагрузки на долото. Механизм индикации содержит квадратную штангу 3 с осевым промывочным каналом (на чертеже не показан), фланец 4, навинченный на штангу 2 с внешним диаметром равным внутреннему диаметру корпуса 1, цилиндрический стакан 5, жестко закрепленный на торце фланца 4 с отверстиями 6 в боковой поверхности для прохода промывочной жидкости. Штанга 3 установлена в осевом отверстии корпуса 1 с возможностью осевого перемещения. Корпус 1 соединен с помощью резьбы с одного конца с бурильной колонной 7, а с другого конца через штангу 3 посредством резьбы соединен с компоновкой 8 утяжеленных бурильных труб (УБТ), вес которых на 20-25% превышает технологически необходимую нагрузку на долото. Дно цилиндрического стакана 5 со стороны бурильных труб 7 выполнено коническим.

При этом благодаря телескопической связи штанги 3 с корпусом 1, цилиндрический стакан 5 образует с нижним торцом бурильной колонны 7 регулируемый гидравлический дроссель, в котором сам цилиндр 5 выполняет функцию регулирующего элемента.

Устройство работает следующим образом.

При спуске бурильной колонны 7 в скважину фланец 4 под действием веса подвешенной штанги 3 компоновки 8 УБТ находится в крайнем нижнем положении, опираясь на корпус 1 устройства. После достижения долотом забоя и дальнейшем мед- ленном спуске бурильной колонны 7, компоновка УБТ разгружается на долото. Штанга 3 при этом остается неподвижной, а корпус 1 продолжает перемещаться вниз. Фланец 4 перемещается в корпус 1 вверх, цилиндрический стакан 5 начинает входить в промывочный канал бурильной колонны 7, постепенно перекрывая его.

Этот момент фиксируется скачкообразным ростом давления на манометрах буровых насосов, по показаниям которых устанавливают момент полной разгрузки

веса УБТ на долото.

После этого спуск бурильной колонны 7 прекращают и,регистрируют вес колонны, который соответствует истинному весу за вычетом сил трения колонны о стенки скважины.

Произведя натяжение колонны до тех пор, пока показания веса колонны 7 не увеличивается на величину равную разности веса УБТ и требуемой нагрузки на долото.

начинают бурение и продолжают его, поддерживая постоянными показания веса.

Периодически в процессе бурения производят контроль осевой нагрузки на долото.

Таким образом, информацию о нагрузке

на долото получают в любой момент процесса бурения, что позволяет проводить его в самом оптимальном режиме и значительно сократить временные и трудовые затраты на процесс контроля истинной нагрузки на долото.

Формула изобретения Устройство для контроля осевой нагрузки на долото, содержащее полый корпус с осевыми отверстиями на торцовых поверхностях, соединенный с одного конце с бурильной колонной, а с другого конца кинетически связанный с долотом, и механизм индикации осевой нагрузки на долото, отличаю щееся тем, что, с целью

снижения временных и трудовых затрат за счет непрерывного контроля в процессе бурения, механизм индикации осевой нагрузки выполнен из штанги с осевым промывочным каналом, фланца и цилиндрического стакана, при этом штанга установлена в осевом отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения, фланец навинчен на штангу, а на его торце жестко закреплен цилиндрический стакан с

отверстиями в боковой поверхности для промывочной жидкости, дно которого со стороны бурильных труб выполнено коническим, при этом диаметр стакана меньше диаметра бурильных труб, а внешний диаметр

фланца равен внутреннему диаметру корпуса.

5

Использование: осуществление контроля осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент в процессе бурения скважин. Сущность изобретения: устройство содержит полый корпус, соединенный с бурильной колонной и с компоновкой утяжеленных бурильных трубки механизм индикации осевой нагрузки на долото. Механизм индикации выполнен из штанги с осевым промывочным каналом, фланца и цилиндрического стакана. Штанга установлена в осевом отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения и на нее навинчен фланец. На торце фланца жестко закреплен цилиндрический стакан с отверстиями в боковой поверхности. Дно фланца со стороны бурильных труб выполнено коническим. При этом диаметр стакана меньше диаметра бурильных труб, а внешний диаметр фланца равен внутреннему диаметру корпуса. 1 ил.