ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КАНАЛОМ СВЯЗИ

Полезная модель относится к области промысловых геофизических исследований и предназначена для измерения забойных параметров скважины в процессе наклонно-направленного и горизонтального бурения.
Наиболее распространенной является компоновка телесистемы, приведенная в свидетельстве РФ на полезную модель №15585, МПК 7 Е21 В47/02, 2000 г.Ниже кожуха генератора установлен электрический разделитель, далее немагнитная вставка. Электронный скважинный модуль установлен внутри немагнитной вставки и соединен с генератором кабельной секцией, проходящей через разделитель.
Наличие кабельной секции усложняет конструкцию телесистемы.
Известна телеметрическая система с электромагнитным каналом связи по патенту РФ №2278256, МПК Е21В 47/00. Е21В 47/12, заявл. 2005 г. В состав телесистемы входят генератор, разделитель и электронный скважинный модуль, содержащий измерительный блок и электронный передающий блок. Генератор переменного тока телесистемы установлен ниже электрического разделителя. В верхней части генератор соединен с электронным передающим блоком (БЭП), который в свою очередь через кабельную секцию соединен крестовиной с верхним переводником разделителя, а снизу к генератору присоединен измерительный блок. Эта конструкция также имеет кабельную секцию, которая увеличивает протяженность скважинного прибора.
Наиболее близкую конструкцию имеет телеметрическая система по патенту на полезную модель №85193, МПК Е21В 47/12, заявл. 19.01.2009 г. В телеметрической системе генератор установлен ниже электрического разделителя, электронный скважинный модуль присоединен к генератору снизу, а контакт генератора соединен через крестовину с верхним переводником разделителя.
Крестовина в телесистеме выполняет единственную функцию: соединяет верхний контакт генератора с верхним переводником разделителя.
В известной конструкции центрирование верхней части генератора в защитном кожухе осуществляется по статору турбины. Статор турбины является заменяемой частью генератора. Выбор статора определяется расходом бурового раствора при бурении скважины, и в процессе эксплуатации телесистемы может неоднократно производиться его смена. Чтобы иметь возможность установить генератор в кожух и при необходимости извлечь его, между статором и кожухом генератора должен быть определенный зазор. В процессе эксплуатации статор подвергается эрозионному воздействию бурового раствора, что приводит к износу лопаток и к изменению внешних габаритных размеров статора.
Поэтому центрирование генератора по статору турбины не обеспечивает стабильность положения генератора в защитном кожухе. Радиальные смещения генератора, его биение о кожух приводят к разрушению лопаток и всего генератора в целом, что снижает надежность телесистемы.
Кроме того, из-за необходимости сопряжения по двум поверхностям на разных деталях (крестовина и контакт генератора), данная конструкция предъявляет повышенные требования к точности изготовления. Генератор должен располагаться на одной оси с кожухом генератора и крестовины. Любое отклонение от соосности крестовины и посадочного места генератора сделает сборку телесистемы невозможной.
Задачей полезной модели является повышение надежности, упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления телесистемы..
Решение поставленной задачи достигнуто тем, что в телеметрической системе с электромагнитным каналом связи, включающей электрический разделитель колонны, генератор переменного тока, установленный ниже электрического разделителя, электронный скважинный модуль, присоединенный к генератору снизу, и крестовину, электрически соединяющую контакт генератора с верхним переводником разделителя, крестовина установлена в нижней части разделителя, соединена с верхним переводником через металлическую втулку и служит так же для центрирования положения генератора в кожухе генератора. Соединение крестовины и контакта генератора выполнено упругим.
На фиг.1 изображен общий вид телеметрической системы.
Телеметрическая система содержит электрический разделитель, состоящий из верхнего 1 и нижнего 2 переводников, разделенных изолирующим слоем 3, генератор 4, кожух генератора 5, корпус зонда 6, электронный скважинный модуль 7, крестовину 8, уплотнительное кольцо 9 из неэлектропроводного материала, первую изолирующую втулку 10, вторую изолирующую втулку 11 и металлическую втулку 12.
Крестовина 8 установлена в нижней части разделителя и соединена с верхним переводником разделителя через металлическую втулку 12. Для электрического разобщения нижнего переводника и крестовины служит изолирующая втулка 11.
Крестовина имеет ответное отверстие 13 под контакт генератора 14.
Соединение крестовины и контакта генератора выполнено упругим, что гарантирует надежность контакта вне зависимости от вибрации. Упругость соединения обеспечивается, например, наличием в крестовине или на контакте генератора подпружиненного элемента, компенсирующего возможное появление каких-либо зазоров и выполненного, например, в виде цанги 15.
Сборку телесистемы осуществляют в следующей последовательности.
Собирают разделитель: верхний 1 и нижний 2 переводники свинчивают через изолирующий слой 3. В зоне окончания резьбы устанавливают эластичное уплотнительное кольцо 9 из неэлектропроводного материала, затем первую изолирующую втулку 10. Наворачивают на верхний переводник металлическую втулку 12. Устанавливают вторую изолирующую втулку 11. На металлическую втулку 12 наворачивают крестовину 8. Затем на нижний переводник 2 разделителя наворачивают кожух генератора 5.
Генератор 4 закрепляют (например, с помощью накидной гайки) на верхней части корпуса зонда 6 с установленным в нем электронным скважинным модулем 7. Нижний разъем на хвостовике генератора соединяется с разъемом электронного скважинного модуля. Корпус зонда вместе с установленным на нем генератором вдвигают в кожух генератора 5 и свинчивают их. При этом контакт генератора 14 входит в отверстие 13 центратора 8, замыкая электрическую цепь между верхним переводником разделителя и генератором.
Телеметрическая система работает следующим образом.
Турбина генератора приводится в движение потоком бурового раствора. Ток, вырабатываемый генератором, питает электронный скважинный модуль, датчики которого производят измерения инклинометрических параметров. Полученная информация кодируется и поступает на электрически разобщенные переводники разделителя 1 и 2. Сигнал достигает поверхности и принимается наземным оборудованием.
Разработанное техническое решение позволило:
1. Повысить надежность телесистемы. Центрирование верхней части генератора предотвращает его биение и увеличивает срок службы. Упругое соединение крестовины и контакта генератора не нарушается от воздействия вибрации.
2. Упростить конструкцию телесистемы. Крестовина одновременно служит для стабилизации положения генератора и для электрического соединения генератора с верхним переводником разделителя.
3. Повысить технологичность изготовления телесистемы. Центрирование генератора по одной поверхности в зоне контакта снижает требования к точности изготовления крестовины и генератора.