Сигналізатор зустрічі м`яких продуктивних пластів

1. Сигналізатор зустрічі м'яких продуктивних пластів, що виконаний у вигляді циліндричного корпусу, всередині якого розташований порожнистий рухомий в осьовому напрямку шток з пружним елементом, що має шліцьове зчеплення з корпусом, а також має порожнистий підпружений гідро 3 Особливістю, що відрізняє цей пристрій, є те, що в момент переходу породоруйнівного інструмента з твердої породи в м'який продуктивний пласт за рахунок зміни реакції забою, в датчику спрацьовує запірний пристрій і на поверхню подається гідравлічний сигнал у вигляді різкої зміни перепаду тиску в нагнітальній магістралі промивального насосу. Проте цей датчик сигналів зустрічі вугільних пластів має низьку надійність, так як обмежується подачею одного (гідравлічного) сигналу, що залежить від багатьох, не завжди передбачених факторів: стан стволу свердловини, нагнітальної магістралі і консистенції промивальної рідини, наявності шламу на забої свердловини і в корпусі датчика. Ці обставини можуть призвести до несвоєчасного спрацьовування датчика; або до відмови в подачі сигналу і, відповідно, до неякісної перебурки продуктивного пласта. Крім того, пристрій, що розглядається, складний в експлуатації, так як вимагає постійної настройки клапанної системи датчика і уважного спостереження оператора за поверхневими регістраторами гідравлічного сигналу. Задачею корисної моделі є підвищення надійності і ефективності роботи сигналізатора зустрічі слабких по міцності пластів корисної копалини. Поставлена задача досягається тим, що в корпусі сигналізатора встановлений рухомий в осьовому напрямку підпружений шток, що обладнаний клапанно-запорним пристроєм для подачі гідравлічного сигналу і з'єднаний кулачковою півмуфтою, яка взаємодіє з аналогічною півмуфтою, що встановлена на корпусі сигналізатора, причому в момент спрацьовування гідравлічного сигналу при русі штока вниз під дією силової пружини відбувається розмикання вищевказаних півмуфт. З метою виключення відмови або помилкової подачі сигналу при перетині контакту порід різної твердості в сигналізаторі передбачений набір регулювальних кілець, що дозволяють забезпечити оптимальний режим роботи сигналізатора для конкретних геологічних умов буріння. На Фіг.1 представлений пристрій сигналізатора зустрічі м'яких продуктивних пластів в робочому стані; на Фіг.2 - розріз по А-А пристрою на Фіг.1; на Фіг.3 - розріз по Б-Б пристрою на Фіг.1. Сигналізатор складається з порожнього корпусу 1, що обмежений знизу кулачковою півмуфтою 2, а зверху переходником 3, що служить гідрозапорним пристроєм, і з'єднаний з циліндром 4, що обмежений зверху переходником 5 для з'єднання з колоною бурильних труб. Всередині корпуса 1 встановлений навантажений пружиною 6 порожній шток 7, що має обмежений осьовий люфт всередині корпуса. На нижньому кінці штока 7 закріплений перехід-півмуфта 8, яка верхнім торцем взаємодіє з півмуфтою 2 і нижнім з'єднується з колонковою трубою, або безпосередньо з породоруйнівним інструментом. На верхньому кінці штока 7 в порожнині циліндра 4 закріплений гідроклапан, що складається з порожнього корпуса 9, верхнього 10 і нижнього 11 перехідників з осьовими отворами і клапана 12, що регулюється; нижче клапана в тілі порожнього штока 7 просвердлені дроселюючі 26192 4 радіальні отвори «а». В корпусі 1 на штоці 7 між пружиною 6 і перехідником 3 встановлені регулювальні кільця 13, на півмуфтах 2 і 8 виконані кулачки «в» (Фіг.3, Б-Б), що взаємодіють в процесі буріння. Сигналізатор зустрічі м'яких продуктивних пластів працює наступним чином. Перед спуском сигналізатора в свердловину відбувається його настройка на поріг спрацьовування стосовно до конкретних геологічних умов, для чого вивчається геологічний розріз ділянки, що розвідується, встановлюється орієнтовна різниця по твердості (буримості) вміщуючих порід і продуктивного пласту, а по цим даним проводиться попереднє стиснення силової пружини 6 (Фіг.1) при зборці сигналізатора шляхом встановлення регулювальних кілець 13. При цьому зусилля, що передається пружиною 6 на уступ штока 7, буде складати 400-700кгс - в залежності від встановленої різниці по твердості порід, що контактують. Підготовлений таким чином сигналізатор верхнім переходом 5 з'єднується з бурильною колоною, нижньою півмуфтою 8 - з колонковою трубою або породоруйнівним інструментом і опускається в свердловину. При постановці бурового снаряду на забій пружина 6 під дією осьового навантаження стискається, півмуфти 2 і 8 змикаються, що забезпечує передачу крутячого моменту через бурильну колону - корпус сигналізатора - кулачкову муфту на породоруйнівний інструмент. При цьому в процесі змикання півмуфт 2 і 8 перехід 3, рухаючись вниз відносно штока 7, відкриває радіальні отвори «а» (Фіг.1) і таким чином при подачі промивальної рідини остання по колоні бурильних труб поступає в порожнину циліндра 4, через радіальні канали «а» - в порожнину штока 7 і далі по осьовим каналам відповідних ланок - до породоруйнівного інструменту і на забій свердловини. В такому вихідному положенні сигналізатора буровим снарядом здійснюється буріння свердловини на оптимальних для даних умов режимах при вільній або гідравлічній подачі бурового інструмента. При зустрічі м'якого прошарку, на контакті з продуктивним пластом породоруйнівний інструмент, не зустрічаючі відповідної реакції забою, різко заглиблюється (вже під дією стиснутої пружини 6) на величину вільного ходу штока 7, який опускаючись вниз розмикає півмуфти 2 і 8, забезпечуючи таким чином відключення передачі крутячого моменту на породоруйнівний інструмент, тобто практично припиняється заглиблення свердловини і руйнування продуктивного пласта. В той же час в нижньому положенні штока 7 його радіальні отвори опускаються в запірну зону переходу 3 (Фіг.2, А-А), де вони перекриваються, перериваючи подачу промивальної рідини на забій, до спрацьовування гідравлічного клапану, що розрахований на різкий стрибок перепаду тиску, який легко фіксується на поверхні манометром. Клапанна система працює таким чином: при закритті радіальних отворів штока 7 (Фіг.2, А-А) промивальна рідина, що поступає з колони бурильних труб в замкнений циліндр 4 (Фіг.1) утворює надлишковий тиск в нагнітальній магістралі і, дію 5 26192 чи з визначеним тиском на клапан 12, відкриває осьовий отвір переходу 10, через який промивальна рідина поступає в порожнину штока 7 і далі - до породоруйнівного інструмента і на забій свердловини. Таким чином, при перетині буровим снарядом з сигналізатором контакту твердих і м'яких порід в автономному режимі припиняється углубка свердловини по продуктивному пласту (так як відбувається відключення передачі крутячого моменту на породоруйнівний інструмент) і одночасно на поверхню подається гідравлічний сигнал у вигляді різкого стрибка тиску на манометрі, тобто пропонований устрій фактично незалежно від оператора виключає пропуски та руйнування продуктивного пласта. Після отримання сигналу буровий майстер або змінює режим буріння (кількість промивальної рідини, що подається, і якість бурового розчину, осьове навантаження і подачу бурового інструменту, частоту обертання та ін. ), або проводить під Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 6 йом і заміну бурового снаряду для якісної перебурки продуктивного пласта. Відзначаються наступні переваги застосування пропонованого сигналізатора: - збільшення строку служби породоруйнівного інструменту за рахунок наявності пружини, яка окрім основної функції, служить амортизатором при бурінні в зруйнованих, тріщинуватих породах; - сигналізатор попереджає пропуски і руйнування малопотужних продуктивних пластів і сприяє якісному підйому керна; - сигналізатор простий в експлуатації і значно полегшує роботу бурового майстра. ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Способ распознания момента встречи угольных пластов при бурении скважин и устройство для его осуществления, а.с. СССР №1500768 кл. Е21В45/00, БИ №30, 1989г. 2. Забойный датчик сигнализатора встречи угольных пластов, а.с. СССР №1141188 кл. Е21В47/12, БИ №7, 1985г. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601