ЭЛЕКТРОННЫЙ СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ELECTRONIC DOWNHOLW DEVICE OF TELEMETERING SYSTEM

Изобретение относится к приборостроению, в частности к геофизическим исследованиям скважин, и может быть использовано в конструкции электронного скважинного прибора забойной телеметрической системы, а также в конструкции автономных скважинных приборов или любых других приборов, содержащих электронные компоненты (печатные платы), размещенные на шасси.
Известен электронный скважинный прибор, в котором плата с электронными компонентами установлена на шасси, выполненном в виде трубы с продольным вырезом, и закреплена на втулке и обойме, снабженных вилкой и розеткой штепсельных разъемов (патент РФ №2010957, МПК 5 Е21В 47/00, заявл. 11.10.1990 г.).
Известен электронный скважинный прибор, содержащий электронные компоненты (печатные платы), установленные на шасси, выполненном из металлической полосы. Между собой платы соединены посредством проводов или жгутов, которые припаиваются к платам или подключаются через электрические разъемы (патент РФ на полезную модель №46042, МПК 7 Е21В 47/02, заявл. 21.02.05 г.).
Состав электронного скважинного прибора может меняться в зависимости от поставленных задач. Кроме обязательных элементов, таких как блок питания, ЦПУ, модуль управления и радиатор передатчика, в его состав могут входить модуль гамма-каротажа, модуль измерения вибрации и т.д. Подключение этих электронных компонентов, а также замена плат при ремонте требует значительных затрат квалифицированного труда (перепайка проводов, раскрепление и закрепление жгутов проводов и т.п.) и сопряжено с возможными ошибками.
За прототип принят электронный скважинный прибор телеметрической системы, состоящий из отдельных модулей, содержащих шасси с печатными платами. Между собой модули соединены посредством соединительного узла, выполненного в виде внутренней втулки, снабженной стопорными и упорными полукольцами, запорным кольцом. В одном из модулей установлен элемент, обеспечивающий осевую и окружную фиксацию составных частей модуля. Электрическая связь между модулями осуществляется штыревым соединителем (патент РФ №2184227, МПК 7 Е21В 47/01, заявл. 10.08.2000 г.).
Недостатком конструкции является ее сложность. Большое количество деталей, изготовленных с высокой точностью, не закреплены на шасси электронного скважинного прибора и могут быть потеряны при его сборке или ремонте. Для сборки и разборки электронного скважинного прибора необходимо использовать специальный накидной ключ, что может привести к повреждению сопрягаемых деталей.
Общим недостатком всех приведенных выше конструкций является низкая надежность, обусловленная наличием проводных элементов с резьбовыми и паяными соединениями. Такое исполнение межплатных соединений в электронном скважинном приборе, подверженном воздействию значительных вибрационных и ударных нагрузок, требует дополнительного крепления жгутов, проводов и разъемов, что усложняет конструкцию и снижает ее надежность. Ослабление крепления резьбовых соединений и обрыв проводов в местах паек в процессе эксплуатации модуля являются наиболее частыми причинами отказов скважинных приборов.
Задачей технического решения является повышение надежности конструкции и снижение трудоемкости изготовления и ремонта электронного скважинного прибора.
Поставленная задача решается тем, что шасси электронного скважинного прибора телеметрической системы, состоящей из отдельных модулей, соединенных между собой посредством соединительного узла и содержащих шасси с печатными платами, соединенными между собой штыревыми соединителями, обеспечивающими электрическую связь между печатными платами соседних модулей, выполнено в виде цилиндра с фрезеровками с двух сторон вдоль оси, на которых установлены печатные платы, соединенные между собой штыревыми соединителями, а соединительные узлы выполнены в виде профилированных Г-образных выступов, на которых установлены штыревые соединители, обеспечивающие электрическую связь между печатными платами соседних модулей, и ответных поверхностей с возможностью обеспечения осевой и окружной фиксации модулей, при этом на цилиндрических участках шасси выполнены кольцевые проточки для установки амортизирующих колец.
На фиг.1 показана конструкция электронного скважинного прибора телеметрической системы, на фиг.2 - вид сверху.
Электронный скважинный прибор состоит из двух или более модулей (модули А и Б). Шасси 1 каждого модуля выполнено в виде цилиндра с фрезеровкой с двух сторон вдоль оси шасси. По обе стороны шасси установлены печатные платы 2. На концах шасси выполнены профилированные Г-образные выступы 3 и 4. При сборке электронного скважинного прибора выступ 3 одного модуля (А) и выступ 4 другого модуля (Б) образуют шлицевое соединение, которое фиксируют винтами (на чертеже не выделены отдельной позицией). На выступах 3 и 4 установлены ответные части штыревого соединителя 5а и 5б для электрической связи между электронными платами соседних модулей.
Шасси может быть фрезеровано отдельными зонами L для размещения четырех, шести или n печатных плат.
Для обеспечения точности определения инклинометрических параметров шасси 1 электронного скважинного прибора изготавливают из немагнитного материала.
Все цилиндрические участки 6 шасси 1 имеют кольцевые проточки 7 для установки амортизирующих колец 8.
Печатные платы 2 установлены по обе стороны шасси 1 и соединены между собой штыревыми соединителями 9.
Сборку электронного скважинного прибора проводят в следующей последовательности. Устанавливают на шасси 1 печатные платы 2. На плоскостях Г-образных выступов 3 и 4 устанавливают ответные части штыревого соединителя 5а и 5б. Совмещают пазы и выступы Г-образного профиля 3 одного модуля (А) с пазами и выступами Г-образного профиля 4 другого модуля (Б) и соединяют ответные части 5а и 5б штыревого соединителя. Шлицевое соединение фиксируют винтами. Таким образом собирают в единое целое все модули, входящие в состав электронного скважинного прибора.
Достоинством разработанной конструкции является:
1. Простота сборки и разборки. Электрическая связь между печатными платами внутри одного модуля и между соседними модулями осуществляется с помощью штыревых соединителей. Это позволило отказаться от нетехнологичных операций пайки и закрепления жгутов проводов. При выходе из строя одной платы достаточно просто снять ее с шасси и заменить на новую. Также просто изменить состав электронного скважинного прибора, добавив или удалив один из модулей.
2. Шлицевое соединение с равномерно расположенными пазами и выступами обладает высокой несущей способностью, что позволяет снизить механические нагрузки на разъем. В то же время такая конструкция обеспечивает осевую и окружную фиксацию взаимного расположения отдельных блоков электронного модуля, без использования дополнительных элементов фиксации, таких как штифты и запорные кольца.
3. Отсутствие проводных элементов связи в конструкции повышает ее надежность.
4. В конструкции отсутствуют мелкие детали, которые могут быть потеряны при сборке или ремонте электронного модуля.
Таким образом, разработанное техническое решение позволило повысить надежность конструкции и снизить трудоемкость изготовления и ремонта электронного скважинного прибора телеметрической системы.