Устройство для записи колебаний бурового снаряда в скважине Советский патент 1980 года по МПК E21B45/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ КОЛЕБАНИИ БУРОВОГО СНАРЯДА В СКВАЖИНЕ

1

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для забойной регистрации колебаний бурового снаряда в процессе проводки скважины.

Известно устройство для измерения крутильных колебаний бурового снаряда, содержащее корпус, цилиндр, шток-толкатель и перо для записи, установленное на инерционном грузе 1.

Известен забойный аппарат для замера колебаний низа бурильной колонны в процессе бурения, состоящий из корпуса с записывающими элементом и барабана для записи, связанного с керноприемным стаканом подпружиненным сердечником 2.

Известен также забойный регистратор осевой нагрузки, состоящий из подпружиненного ведущего щлицевого вала, связанного с ним через втулку регистрирующего инерционного барабана с противовесом 3.

Недостатком описанных устройств является невозможность синхронной и продолжительной записи продольных и крутильных колебаний буровой колонны.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем обеспечения синхронной записи продольных

и крутильных колебаний на одной ленте в разных по высоте плоскостях.

Указанная цель достигается за счет установки жестко соединенной с валом плоской пружины кручения, которая вместе с пружиной сжатия размещена в инерционно.м теле, причем инерционное тело выполнено с двумя степенями свободы и связано с пружиной сжатия и пружиной кручения.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - узел с инерционным телом.

Устройство (фиг. 1) включает в себя подсоединительные верхний 1 и нижний 2 переходники и находящийся между переходниками корпус 3. Все исполнительные механизмы устройства заключены в герметичный кожух 4, завертЫВаемый заглушкой 5. Между корпусом 3 и кожухом 4 имеется кольцевой зазор для прохода промывочной жидкости

Внутри кожуха размещены блок питания 20 6, снабжающий энергией электродвигатель 7 и часовой механизм 8 с помощью кулачка 9 производящий периодическое включение электродвигателя, который редуктором 10 протягивает ленту 11 (фиг. 2). Инерционное тело 12, изготовленное из антифрикционного сплава с большим удельным весом, свободно надевается на вертикальный вал 13 жестко закрепленный сверху в гайке 14 и снизу в диске 15. Через диск проходят фиксаторы продольных 16 и крутильных 17 колебаний. В верхней части инерционного тела расположена плоская пружина 18 кручения, соединенная с инерционным телом и вертикальным валом. Эта пружина предназначена для стабилизации инерционного тела при крутильных колебаниях. В нижней части инерционного тела 12 расположена цилиндрическая пружина 19 сжатия, стабилизирующая инерционное тело при продольных колебаниях. Цилиндрическая пружина сжатия расположена между упорным подшипником 20, шайбой 21, жестко закрепленной на вертикальном валу 13. Инерционное тело 12 за счет своей массы и упругой силы пружин 18 и 19, равномерно врашаясь вместе с буровым снарядом стремится сохранить свое положение в пространстве в каждый данный момент времени. При динамических перемещениях устройства, а вместе с ним и вертикального вала 13 вверх или вниз (продольные колебания) инерционное тело 12, не участвуя в колебаниях, взаимодействует с фиксатором 16, который своим пером вычерчивает виброграмму на протягиваемой ленте 11. При крутильных колебаниях скорости вращения вертикального вала 13 и инерционного тела, стремящегося сохранить равномер ное движение, будут разными. Инерционное тело 12, проворачиваясь относительно вертикального вала 13, взаимодействует с фиксатором 17 крутильных колебаний, который вычерчивает своим пером вторую виброграмму на той же ленте 11. Так как продольные и крутильные колебания в буровом снаряде при бурении скважины распространяются одновременно, то инерционное тело 12, имеющее две степени свободы, взаимодействует одновременно и постоянно с обоими фиксаторами 16 и 17, которые синхронно на одной ленте, но в разных по высоте плоскостях вычерчивают виброграммы соответственно продольных и крутильных колебаний. Формула изобретения Устройство для записи колебаний бурового снаряда в скважине, состоящее из корпуса и размещенного в корпусе регистратора с инерционным телом, закрепленным на вертикальном валу и связанным с ним пружиной сжатия, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности работы устройства путем обеспечения синхронной записи продольных и крутильных колебаний на одной ленте в разных по высоте плоскостях, оно снабжено жестко соединенной с валом плоской пружиной кручения, которая вместе с пружиной сжатия размещена в инерционном теле, причем инерционное тело выполнено с двумя степенями свободы и связано с пружиной кручения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство CCCiP № 353029, кл. Е 21 В 45/00, опублик. 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 286889, кл. Е 21 В 45/00, опублик. 1970. 3. Авторское свидетельство CiCCP № 314886, кл.. Е 21 В 45/00, опублик. 1971 (прототип).