Приймальний пристрій для вимірювань в процесі буріння

Приймальний пристрій для вимірювань в процесі буріння, що містить секцію бурової труби, блок електроживлення та телеметрії, закріплений 3 механічні зусилля, що створюються потужним буровим механізмом. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити приймальний пристрій для вимірювань в процесі буріння шляхом введення додаткового блоку датчиків та пружного гнучкого механічного та електричного з'єднання його з електронним блоком та розташування на ньому датчиків і притискного механізму, завдяки чому забезпечується послаблення вібрації датчиків, зменшення рівня завад та підвищення ефективності зондування. Поставлена задача вирішується тим, що в приймальний пристрій для вимірювань в процесі буріння, що містить секцію бурової труби, блок електроживлення та телеметрії, закріплений на цій секції, електронний блок, встановлений на секції бурової труби з можливістю обертання навкруги неї, підшипники, датчики, притискний пристрій з притискними елементами та приводом, трансформатор електроенергії і даних, пружину, до його складу введено блок датчиків, в якому розташовані датчики та притискний пристрій блоку датчиків з притискними елементами, встановленими з можливістю притискання блоку датчиків як до стінки свердловини, так і до секції бурової труби, а пружина виконана з гнучкого електричного кабелю, який приєднаний до блоку датчиків та електронного блоку. Порівняно з [3] запропонований пристрій відрізняється наявністю таких відзнак: - до його складу введено блок датчиків, в якому розташовані датчики та притискний пристрій блоку датчиків з притискними елементами, встановленими з можливістю притискання блоку датчиків як до стінки свердловини, так і до секції бурової труби, а пружина виконана з гнучкого електричного кабелю, який приєднаний до блоку датчиків та електронного блоку. Ці відзнаки є суттєвими і забезпечують досягнення поставленої задачі корисної моделі. Завдяки тому, що до його складу введено блок датчиків, в якому розташовані датчики та притискний пристрій блоку датчиків з притискними елементами, встановленими з можливістю притискання блоку датчиків як до стінки свердловини, так і до секції бурової труби, а пружина виконана з гнучкого електричного кабелю, який приєднаний до блоку датчиків та електронного блоку, забезпечується послаблення вібрації датчиків, зменшення рівня завад та підвищення ефективності зондування. Запропонований корисна модель пояснюється кресленнями Фіг.1, де зображено загальний вигляд приймального пристрою для вимірювань в процесі буріння. Пристрій має секцію бурової труби 1, блок електроживлення та телеметрії 2, закріплений на секції бурової труби 1, електронний блок 3, встановлений на секції бурової труби 1 з можливістю обертання навкруги неї, підшипники 4, трансформатор електроенергії і даних 5, блок датчиків 6, притискний пристрій 7 блоку датчиків 6 з притискними елементами 8, датчики (наприклад, сейсмічні) 9, пружину, яка виконана з гнучкого електричного кабелю 10. 45483 4 Електричний кабель 10 приєднаний до блоку датчиків 6 та електронного блоку 3. Електричний кабель 10 може бути броньований, при цьому повинен бути відносно м'яким, фізичні параметри електричного кабелю 10 (жорсткість, довжина, маса та ін.) вибираються такими, щоб забезпечити максимальне демпфірування коливань, які передаються через нього від труби 1 і електронного блоку 3 до блоку датчиків 6 в процесі буріння, та для забезпечення невеликого вільного переміщення (на декілька сантиметрів уздовж осі труби в процесі вимірювань на заданій точці спостережень) секції бурової труби 1 відносно блоку датчиків 6, коли він притиснутий до стінки свердловини. Привод притискного пристрою 7 блоку датчиків 6 (який може бути, наприклад, електромагнітним, гідравлічним, або пружинним з електричним керуванням) забезпечує притискання блоку датчиків 6 за допомогою притискних елементів 8 (в даному прикладі два притискних елементи) як до стінки свердловини, так і до секції бурової труби 1. Зазори між блоком датчиків 6 та стінкою свердловини, а також між блоком датчиків 6 та секцію бурової труби 1, вибираються достатніми для забезпечення вільного проходу бурового розчину в процесі буріння. Трансформатор електроенергії і даних 5 розташований в блоках 2 та 3, робота трансформатора заснована на використанні індуктивного зв'язку між його обмотками, що розташовані в цих блоках. Датчики 9 (наприклад 3-компонентні сейсмічні датчики) можуть бути розташовані в корпусі блоку датчиків 6 та в притискних елементах 8. Електронний блок 3 може мати також власний притискний пристрій (на Фіг.1 не показаний). Пристрій працює таким чином. Спочатку блок датчиків 6 знаходиться в неробочому (транспортному) стані, притиснутий до секції бурової труби 1 за допомогою притискних елементів 8 (на Фіг.1 положення одного з притискних елементів 8 в цьому випадку показане пунктиром). За рахунок цього в процесі буріння всі вузли приймального модуля обертаються разом з буровою трубою 1. Для переведення приймального модуля в робочий стан здійснюють притискання датчиків до стінок свердловини, для цього від блоку електроживлення та телеметрії 2 до приводу притискного механізму 7 подається електричний сигнал на притискання до стінки свердловини через трансформатор електроенергії і даних 5 електронного блоку 3 та електричний кабель 10, внаслідок чого притискні елементи 8 від'єднують блок датчиків 6 від секції бурової труби 1 та притискають його до стінки свердловини, як показано на Фіг.1. При роботі пристрою в процесі буріння обертаються секція бурової труби 1 разом з блоком електроживлення та телеметрії 2, а електронний блок 3 залишається нерухомим та утримується від обертання за рахунок пружних зусиль, що виникають в електричному кабелі 10. Ці зусилля порівняно невеликі, тому що обмежені силами тертя в підшипниках 4 і мають незначний вплив на демпфірування вібрації, що передається від бурової колони 1 до блоку датчиків 6 через електричний кабель 10. Сигнали від датчиків 9 (наприклад, сейсмічні дані в процесі буріння) передаються через 5 45483 електричний кабель 10 до електронного блоку 3 і накопичуються у цьому блоку, або передаються через трансформатор 5 до блоку електроживлення та телеметрії 2 і далі на поверхню. Після закінчення роботи на заданій точці спостережень для відключення пристрою та його переміщення на іншу точку у свердловині до приводу притискного механізму 7 подається електричний струм сигналу на переміщення притискних елементів 8 від стінки свердловини до бурової труби 1, що забезпечує притискання блоку датчиків 6 до бурової труби 1. Якщо електронний блок 3 має також власний притискний пристрій, то для переведення приймального модуля в робочий стан здійснюють одночасне притискання електронного блоку 3 та блоку датчиків 6 до стінок свердловини. В цьому випадку при роботі пристрою в процесі буріння ефективність демпфірування вібрації може бути дещо вище внаслідок відсутності пружних зусиль у кабелі Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 10, обумовлених силами тертя в підшипниках 4, при цьому можуть бути послаблені вимоги до жорсткості електричного кабелю 10. Так як позитивний ефект від застосування запропонованого згідно корисної моделі пристрою полягає у послабленні вібрації датчиків, зменшення рівня завад та підвищення ефективності зондування, тому поставлена задача корисної моделі удосконалення пристрою [3] - досягається. 1.Process and Device for Installing Seismic Sensors Inside a Petroleum Production Well. US Patent 4775009, E21B 33/14, E21B 47/04. Oct. 4, 1988. 2.Transducer for Sonic Logging-While-Drilling. US Patent 5753812, E21B 47/00, G01V 1/40, G01V 1/00. May 19,1988. 3.Non-Rotating Sensor Assembly for Measurement-While-Drilling Applications. US Patent 6446736Bl.Sep.10, 2002 (прототип). Підписне Тираж 28 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