УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ РЕЖИМА РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ПИТАНИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к технологии бурения на нефть или газ. Задачи создания полезной модели:
1. Получение мощности достаточной мощности генератора при использовании забойных двигателей с малыми расходами бурового раствора (малолитражных), что особенно актуально при заканчивании скважины меньшим диаметром и бурении боковых стволов, что происходит на глубинах, более 1500 м. и требует большой мощности генератора.
2. Упрощение механизма регулирования режимов работы турбины при расходах бурового раствора значительно превышающих необходимый для работы турбобура.
Известна скважинная аппаратура по патенту РФ №2109940, МКП 6 Е 21 В 47\00, содержащая генератор для питания автономной скважинной аппаратуры. Телеметрическая система включает турбину и генератор, выполненные отдельно и установленные последовательно друг за другом и соединенные магнитной муфтой. Регулирование режимов работы генератора не предусмотрено.
Известна забойная телеметрическая система по А.С. СССР №1006738, содержащая генератор с гидротурбиной, устройство для его крепления внутри кожуха генератора и крестовину, установленную в месте крепления генератора.
В чертеже, приведенном в описании к этому А.С. отсутствует схема установки скважинной аппаратуры. Кроме того, в ней не предусмотрена предварительная регулировка частоты оборотов генератора в зависимости от производительности насосов, которые используются на буровой. Вследствие этого, генератор работает на оборотах отличающихся оптимальных, что может привести к выходу из строя скважинной аппаратуры.
Известны способ и устройство для регулирования работы турбины питания скважинного прибора забойной телеметрической системы по св. РФ на полезную модель №15585 (прототип).
Способ заключается в перепуске части бурового раствора мимо турбины. Устройство содержит турбину, установленную в колонне бурильных труб, скважинный прибор, установленный внутри электрического разделителя ниже генератора, но выше турбобура и системы перепуска бурового раствора мимо турбины.
Недостатком устройства являются: низкая мощность и малый расход бурового раствора через генератор и излишний расход, проходящий через турбобур. Если турбобур спроектирован на малые расходы бурового раствора, то пропустить через его рабочие лопатки большой расход не удастся или это приведет к значительному увеличению гидравлических потерь на турбобуре (забойном двигателе).
Задачи создания полезной модели: получение достаточной мощности генератора при малых расходах бурового раствора через забойный двигатель и упрощение механизма регулирования режимов работы генератора.
Решение указанных задач достигнуто в устройстве регулировки режимов работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы, содержащем, размещенный внутри защитного кожуха генератор, установленный за ним электрический разделитель, внутри которого смонтирована скважинная аппаратура и систему перепуска бурового раствора, за счет того, что система перепуска бурового раствора выполнена в виде отверстий за генератором или за телеметрической системы. Отверстия направлены под углом вверх. В отверстия установлены износостойкие гидромониторные твердосплавные или керамические насадки. Гидромониторные насадки установлены расширяющейся частью в сторону затрубного пространства. Часть отверстий под гидромониторные насадки может быть закрыта заглушками. Отверстия под гидромониторные насадки имеют различное проходное сечение. Гидромониторные насадки смещены по высоте друг относительно друга. Отверстия закрыты кольцом, выполненным с возможностью поворота со сквозными отверстиями против них.
Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. удовлетворяет критериям полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах фиг.1 и 2, где:
на фиг.1, где приведен первая схема исполнения системы регулирования турбины забойной телеметрической системы,
на фиг.2 приведена схема установки гидромониторных насадок.
Устройство регулировки режимов работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы содержит, установленную в составе колонны бурильных труб 1 телеметрическую систему 2, которая, в свою очередь, содержит внутри защитного кожуха генератора 3, генератора 4, расположенный ниже электрический разделитель 5 внутри которого находится скважинный прибор 6.
Кроме того, в состав компоновки входят забойный двигатель 7 и породоразрушающий инструмент 8. Ниже турбины 2 (за ней по потоку) фиг.1 или ниже телеметрической системы (за телеметрической системой по потоку) выполнены перепускные отверстия «А», которые выходят в затрубное пространство «Б». В отверстия «А» вставлены гидромониторные насадки 9, выполненные из твердого сплава или керамики для уменьшения абразивного износа. Гидромониторные насадки 9 могут быть размещены в одной плоскости, перпендикулярной оси колонны бурильных труб, в двух или со смещением по высоте.
Возможна установка кольца 10 с отверстиями «В», выполненными против отверстий «А», при этом кольцо 10 имеет возможности окружного поворота.
При работе системы буровой раствор подается на генератор 4 приводит его в действие. Для работы забойного двигателя Д-105 требуется расход бурового раствора от 6 до 10 л/сек. Для работы генератора и получения электрической мощности от 500 до 1000 вт. Необходим расход бурового раствора около 20 л/мин. Таким образом, требуется перепустить от 10 до 14
л/мин. В предложенной конструкции постоянно часть бурового раствора через отверстия «А» перепускается в затрубное пространство «Б», идет вверх и возвращается в цикл.
Генератор 4 вырабатывает электроэнергию, которая подается на скважинную аппаратуру б, размещенную внутри электрического разделителя 5.
Если расход на буровой установлен насос значительной производительности, устанавливают большее число гидромониторных насадок 9, или гидромониторные насадки большего диаметра. При необходимости тонкой регулировки применяют кольцо 10 (фиг.2) со сквозными отверстиями «В», выполненными против отверстий «А». Кольцо 10 имеет возможность поворота для регулирования площади проходного сечения, необходимого для перепуска.
Применение полезной модели позволило: обеспечить работоспособность телеметрической системы при большом диапазоне изменения расхода бурового раствора за счет стабилизации напряжения на генераторе при использовании на буровой насосов различной производительности и забойного двигателя, рассчитанного на малые расходы.