ЗАБОЙНАЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ КАНАЛОМ СВЯЗИ

Полезная модель относится к геофизическим исследованиям и предназначена для контроля забойных параметров в процессе бурения.
Известна телеметрическая система для передачи информации с забоя по гидравлическому каналу связи (А.С. СССР №471429, МПК Е21В 47/12), содержащая корпус, электрический генератор, датчики и приемники забойных параметров, а также расположенный в конфузорно-диффузорном канале корпуса герметичный сосуд с жидкостью, выполненном в виде двух усеченных конусов, соединенных между собой сильфоном с жесткой перегородкой, которая делит сосуд на две равные части, в каждой из которых расположены электроды, соединенные через блок управления с датчиками забойных параметров.
Недостатком устройства являются его низкая надежность и большое потребление энергии для питания разрядного контура и низкая скорость передачи информации с забоя скважины, вызванная высокой инерционностью системы.
Известна телеметрическая система (А.С. СССР №286891429, МПК Е21В 47/12), которая содержит рабочий клапан, управляющий клапан, связанный с преобразователем информации, цилиндр с поршнем, связанный с рабочим клапаном, полость высокого и низкого давления, сообщенные между собой через калиброванные каналы, дополнительную камеру с каналами, перекрывающимися управляющим клапаном.
Недостатками этой телеметрической системы являются высокие энергозатраты на привод управляющего клапана, вызванные отсутствием разгрузки от осевых усилий, которые возникают при перекрытии проточного отверстия под рабочим клапаном.
Задачами создания полезной модели являются повышение экономичности и быстродействия устройства.
Решение указанной задачи осуществляется таким образом, что телеметрическая система, содержит размещенные в колонне бурильных труб корпус скважинного прибора с диафрагмой с прорезями, перекрывающей проходное сечение колонны бурильных труб, размещенный в герметичном отсеке модуль управления, корпус скважинного прибора содержит скомпенсированный по давлению отсек, заполненный маслом, в котором расположен бесщеточный электродвигатель постоянного тока с редуктором, на валу которого через полую ось закреплена крыльчатка, перекрывающая прорези диафрагмы, модуль управления через гермовводы соединен с бесщеточным электродвигателем постоянного тока с редуктором.
Скомпенсированный по давлению отсек заполнен кремнийорганическим маслом.
Предложенное техническое решение соответствует критериям полезной модели: новизне и промышленной применимости.
Сущность полезной модели иллюстрируется фиг. 1-4. На фиг. 1 представлен общий вид электромеханического модуля телеметрической системы, на фиг. 2 - сечение А-А, на фиг. 3 - вид на диафрагму со стороны Б, на фиг. 4 - вид на диафрагму с крыльчаткой со стороны Б.
Телеметрическая система содержит установленные в колонне бурильных труб 1 корпус скважинного прибора 2 с диафрагмой 3, перекрывающей проходное сечение бурильных труб. Между внутренней поверхностью бурильных труб 1 и корпусом скважинного прибора 2 выполнены окна 4 для прохождения бурового раствора. Детали устройства установлены внутри корпуса скважинного прибора 2 и включают в себя модуль управления 5, расположенный в герметичном отсеке 6 и бесщеточный электродвигатель постоянного тока с редуктором 7, размещенный в отсеке 8, заполненном маслом. Модуль управления 5 и бесщеточный электродвигатель постоянного тока с редуктором 7 электрически соединены через гермовводы 9. Ось бесщеточного электродвигателя постоянного тока с редуктором 7 соединена полой осью 10 с крыльчаткой 11, перекрывающей прорези 12 диафрагмы 3. В полой оси 10 выполнены отверстия 13, через которые обеспечивается поступление масла из отсека 7 в пространство между уплотнительными кольцами 14. В углублении на корпусе установлен компенсатор 15 - эластичная оболочка, посредством которой обеспечивается равенство давлений в отсеке 8 и окнах 4, заполненных буровым раствором. Ограничение угла поворота полой оси 10 обеспечивается винтом 16 и предохранительной дугой 17, закрепленной на полой оси 10.
Принцип действия устройства основан на изменении площади эффективного сечения диафрагмы в результате поворота крыльчатки в соответствии с информацией, полученной от датчиков.
Устройство работает следующим образом.
В процессе бурения скважин осуществляется прокачка буровым насосом промывочной жидкости внутри колонны буровых труб 1. На пути промывочной жидкости находится диафрагма 3. Первоначально крыльчатка 11 находится в таком положении, что прорези 12 диафрагмы 3 максимально открыты. При передаче информации в зависимости от сигналов, поступающих от модуля управления 5 бесщеточный электродвигатель постоянного тока с редуктором 7 через полую ось 10 обеспечивает в реверсивном режиме вращение крыльчатки 11, перекрывая периодически таким образом поток бурового раствора через прорези 12 диафрагмы 3 и создавая импульсы гидравлического давления в буровом растворе, регистрируемые датчиком давления, расположенным вблизи бурового насоса. Компенсатор 15 обеспечивает равенство давлений бурового раствора и масла внутри отсека 7, в котором размещен бесщеточный электродвигатель постоянного тока с редуктором 6.
Применение бесщеточного электродвигателя постоянного тока с редуктором в масляной среде позволяет обеспечить достаточную нагрузку на валу при низком энергопотреблении, и совместно с предохранительными кольцами, смазка которых производится через полую ось, повышает экономичность и быстродействие технического решения. Использованием кремнийорганического масла достигается высокая стабильность свойств масляной среды, в которой находится бесщеточный электродвигатель постоянного тока с редуктором, в достаточно широком диапазоне температур и давлений,
Предлагаемое устройство реализовано при разработке и выпуске комплексной скважинной аппаратуры и опробовано в условиях месторождений Западной Сибири, что позволяет сделать вывод о «Промышленной применимости».