Устройство для измерения расходапРОМыВОчНОй жидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК E21B47/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ПРОМЫВОЧНОЙ .ЖИДКОСТИ конце колонны бурильных труб 2, а другой на поверхности у насоса. У поверхностного гвдровибраюра расположен преобразователь 3 гвдроимпул ьсных сигналов в электрические и показывающий прибор 4. Гидровибратор 1 состоит из корпуса 5, оканчивающегося внизу резьбой для соединения с инструментом, вверху шлицевой муфтой 6, сочлененной с шлицевым валом цилиндра 7, имеющего опорный выступ 8. Шлицевой вал в верхней части имеет резьбу для соединения с колонной бурильных труб 2, а также уплотнительную манжету. Шлицевой вал вместе с цилиндром 7 имеет возможность осевого смещения относительно корпуса на величину А. Внутри корпуса расположен подпружиненный утяжелитель 9, сочлененный посредством конического фрикционного соединения со ступен чатым поршнем 10. Наличие ступенчатости у поршня 10 позволяет образовывать кольцевой калал между уплотнительной частью цилиндра ..и суженной частью поршня 10 при сомкнутом положении. Над поршнем 10 размещен подпружиненный клапан 11 с огра1шчительными ребрами 12, расположенными в пазах втулки 13. Втулка 13 имеет отводной канал 14, а порщень 10 выполнен с осевым 15 и радиальными 16 каналами. Нижний гидровибратор размещен над породоразрущающим инструментом 17, а верхний гидровибратор - внутри корпуса включателя 18 и соединен посредством трубопровода с ко пенсатором 19 насоса 20. Включатель 18 имее с нижней стороны эксцентрик 21, посаженный на вал 22, и приводную рукоятку 23. Устройство работает следующим образом. В процессе бурения, когда инструмент 17 прижат к забою скважины, а зксцентрик 21 занимает верхнее положение, промывочная жид кость , подаваемая насосом 20, минуя компен сатор 19, проходит через верхний гидровибратор 1, элементы бурового трубопровода (шланг, сальник-вертлюг, бурильные трубы), нижний гидроЕибратор, поступает на забой и, омьшая его, поднимается вверх в приемную емкость насоса. При выщеописанном положени гидровибраторы 1 не могут возбудить гидроимпульсов, так как рабочие элементы их (пор щень 10, клапан 11, цилиндр 7) занимают нерабочее положение и жидкость свободно проходит через канал 14 втулки 13, кольцевой Г каналы утяжелителя 9 и далее на забой. При необходимости измерения производител ности насоса и утечек жидкости в трубопроводе сначала включается верхний гидровибратор 1 без прекращения процесса бурения. Для зтого зксцентрик 21 переводится в нижнее положение путем поворота его рукояткой 23 4 совместно с валом 22 в левое крайнее положе1ше вибратора. Рабочее положение гидровибратора создается при подъеме буровой колонны на величину не менее зазора А (фиг. 3), в результате чего зазор А выбирается ввиду перемещения корпуса 5 с щлицевой муфтой 6 вниз относительно цилиндра 7, жестко связанного посредством щлицевого вала с буровой колонной. Так как зазор А выполнен несколько больше зазора В, втулка 13 садится на опорный выступ 8 цилиндра 7, а порщень 10 нижней кромки перекрывает кольцевой канал Г, в результате чего перекрыт путь жидкости в нижнюю часть, гидровибратора. Поэтому в верхней части над порщнем с клапаном возникает резкое повышение давления жидкости (явление гидроудара), которое фиксируется показывающим прибором. Под действием повыщенного давления жидкости система клапан-порщень-утяжелитель перемещается вниз. Эта система движется совместно, пока не распадется за счет того, что клапан 11 упрется своими ограничительными ребрами 12 о поверхность опорного выступа 8 цилиндра 7. Поршень 10 с утяжелителем 9 продолжают движение вниз по энергии до момента гашения скорости противодействием сжимаемой пружины возврата. В момент отрыва клапана 11 с верхнего торца поршня 10 (фиг. 6) открывается осевой канал 15 поршня 10, и открывается доступ жидкости через него и раздельные каналы 16 в нижнюю часть гидровибратора (путь жидкости на фиг. 6 показан стрелками). В результате этого гидравлические нагрузки на детали гидровибратора снимаются, а остается только воздействие сжатых при ходе вниз пружин. Поэтому сначала клапан 11, а затем поршень 10 с утяжелителем 9 под действием пружин занимают первоначальное положение, представленное на фиг. 5, В момент смыкания верхнего торца поршня 10 с нижним торцом клапана И перекрывается осевой канал первого и цикл повторяется. Таким образом, возникают импульсы повышенного давления, амплитуда и частота которых, пропорциональная расходу жидкости, преобразуется в магнитоупругой преобразователе 3 в электрическую величину и фиксируется в показывающем приборе. Затем верхний гидровибратор отключается путем поворота рукоятки 23 в правое крайнее положение, в результате чего элементы гидровибратора принимают положение указанное на фиг. 3, т.е. снова создается кольцевой канал Г. Показания нижнего гидровибратора фиксируются или перед наращиванием инструмента на величину трубы, или при перекреплении

зажимного патрона, так как в обоих случаях возникает необходимость отрыва инструмента от забоя. Это приводит элементы нижнего гидровибратора в вышеописанное рабочее состояние, и поступают забойные импульсы повышенного давления, которые фиксируются по тому же показьшаюшему прибору 4. Разница между показаниями верхнего и нижнего гидровибраторов дает величину утечек жидкости в колонне бурильных труб.

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода промывочной жидкости, содержащее корпус с размещенным в нем цилиндром и подпружиненным ступенчатым поршнем, отличаю ще982836

е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет обеспечения дискретности измерения, оно снабжено установленными в цилиндре над поршнем втулкой 5 с отводным и подпружиненным относительно нее клапаном, при этом поршень выполнен с осевым и радиальными каналами, а цилиндр имеет на ниишем конце выступы для ограничения перемещения втулки и установлен с возto можностью осевого перемещения относительно корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Абдрахманов Г. С. Контроль технологи15 ческих процессов в бурешш. М., Недра,

1974, с. 111.

2.Патент США № 3960015, кл. 73-155, 1976.