ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК ЗАБОЙНОЙ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ELECTRONIC MODULE OF BOTTOMHOLE TELEMETRIC SYSTEM

Предлагаемое изобретение относится к области бурения скважины и предназначено для измерения, преобразования и передачи информации на поверхность по беспроводному электромагнитному каналу связи забойной телеметрической системы (ЗТС) с целью контроля и оперативного управления траекторией наклонно-направленных и горизонтальных скважин.
В процессе бурения необходимо контролировать положение оси скважины в пространстве. Для определения пространственного положения оси скважины с помощью ЗТС измеряют: зенитный угол, азимут и глубину измеряемой точки. Механические воздействия в скважине при бурении существенно влияют на точность измерений электронных блоков, предназначенных для определения указанных параметров.
Известна забойная телеметрическая система, в которой для защиты от воздействия ударных и вибрационных нагрузок шасси с электронными компонентами и шасси с инклинометрическими датчиками выполнены в виде быстрозаменяемых модулей и установлены между двумя амортизаторами (свидетельство на полезную модель №15911, публ. 20.11.2000 г.).
Недостаток известного устройства заключается в том, что амортизатор предназначен для смягчения ударов всего охранного кожуха с электронными компонентами, но сами датчики не имеют индивидуальной виброзащиты внутри охранного кожуха, что снижает их вибропрочность и надежность.
Известен электронный блок скважинного прибора телеметрической системы, в котором с целью снижения влияния вибраций на результаты измерений, защиты акселерометров и магнитометра от ударных нагрузок, возникающих в процессе бурения, платы с акселерометрами и магнитометрами установлены на дополнительном шасси, расположенном внутри окна, выполненном в основном шасси. Между дополнительным шасси и основным шасси с двух сторон установлены амортизаторы. Функции амортизаторов выполняют шайбы из эластичного материала, закрепленные по краю наружной и внутренней поверхностям к основному и дополнительному шасси (пат. РФ №2318118, публ. 27.02.2008 г.).
Недостаток известной конструкции заключается в сложности конструкции и необходимости регулировки толщины амортизаторов путем ее подбора и замены в зависимости от конкретных условий бурения, обусловленной изменением частоты вибрации и амплитуды виброперемещения в зависимости от глубины и профиля скважины, а также состояния породоразрушающего инструмента, что затрудняет техническое обслуживание и уменьшает точность измерений.
Известна скважинная аппаратура, содержащая корпус инклинометрических датчиков, установленный внутри охранного кожуха на двух амортизаторах с одной стороны, с другой стороны смонтирован блок тиристоров, а в центральной части на двух закрепленных амортизаторах установлен электронный блок (свидетельство на полезную модель №16522, публ. 10.01.2001 г.).
Недостаток устройства заключается в том, что конструкция не обеспечивает вибропрочность и виброустойчивость электроники и инклинометрических датчиков из-за высокой жесткости амортизаторов вдоль оси корпуса в направлении основных вибраций и ударов, что приводит к быстрой потере работоспособности электронной аппаратуры и инклинометрических датчиков, в результате не обеспечивается точность измерений зенитного угла и азимута.
Задачей изобретения является снижение вредных воздействий ударных и вибрационных нагрузок на электронные блоки скважинных приборов.
Указанная задача решается тем, что в электронном блоке забойной телеметрической системы, содержащем коммутатор, охранный кожух, шасси электроники, шасси с блоком преобразователей, установленные с двух сторон на виброизоляторах, застопоренных штифтами от проворота, между упомянутыми шасси введен дополнительный виброизолятор, при этом указанные виброизоляторы расположены на установочных втулках, застопоренных винтами от проворота, и снабжены поджимными гайками, а блок преобразователей дополнительно установлен на своих виброизоляторах. Внутренняя поверхность охранного кожуха в верхней и нижней частях выполнена соответственно с верхним и нижним пазами, ориентированными в одной плоскости, нижняя часть охранного кожуха снабжена окончанием в виде втулки с винтом, расположенным в нижнем пазу, и элементом для вытаскивания электронного блока из корпуса ЗТС, а верхняя часть охранного кожуха соединена с коммутатором посредством последовательно установленных гайки и втулки со штифтом, расположенным в верхнем пазу.
На фиг.1 представлен электронный блок в сборе.
На фиг.2 выделен узел А.
На фиг.3 - узел Б.
На фиг.4 - узел В.
Электронный блок содержит коммутатор 1, охранный кожух (кожух) 2, в который помещены шасси электроники 3 с блоком питания 4 и электронными платами 5, шасси 6 с блоком преобразователей 7 (фиг.1). Кожух 2 соединен с коммутатором 1 посредством гайки 8 и втулкой 9 со штифтом 10 (фиг.2). Шасси электроники 3, шасси 6 с блоком преобразователей 7 в кожухе установлены на виброизоляторах 11, 12, 13 (фиг.2). Причем дополнительный виброизолятор 12 расположен между шасси электроники 3 и шасси с преобразователями 6. Дополнительно шасси преобразователей 6 имеют свои виброизоляторы 14 и 15. Электронный блок снабжен окончанием в виде втулки 16 с винтом 17 и элементом 18 для вытаскивания кожуха 2 электронного блока из корпуса ЗТС (на фиг.4 не показан). Упругим элементом виброизоляторов 11, 12, 13 является фасонный резиновый массив, который устанавливается на втулках 19 и поджимается гайками 20 со стопорными винтами 21 (фиг.3). В виброизоляторах 11, 12, 13 для исключения от проворачивания имеются штифты 22. В верхней части кожуха 2 выполнен верхний паз 23, а в нижней - нижний паз 24, которые ориентированы в одной плоскости. В этих пазах расположены штифт 10 и винт 17 соответственно.
Перед работой электронный блок собирают в следующей последовательности.
Собранные шасси 3 и шасси 6 электронного блока вставляют в кожух 2, при этом штифт 10 на коммутаторе 1 и винт 17 на втулке 16 должны войти соответственно в пазы 23 и 24 на кожухе 2, выполненные в одной плоскости. Заворачивают гайку 8 до упора на кожух для поджатия (пакеровки) виброизоляторов 11, 12, 13 к внутренней стенке кожуха. На фиг.4 тонкими линиями показано положение блока электроники до поджатия виброизоляторов. Виброизоляторы 11, 12, 13 защищают шасси 3 и шасси 6 от воздействия ударных и вибрационных нагрузок.
Электронный блок и блок преобразователей предназначен для измерения, преобразования и передачи информации на поверхность по беспроводному электромагнитному каналу связи.
Блок преобразователей преобразует свое пространственное положение в сигналы, пропорциональные зенитному, азимутальному углам и углу поворота электронного блока вокруг продольной оси (углу установки отклонителя).
Коммутатор является передатчиком сигналов, содержащих информацию обо всех измеренных углах через электромагнитный канал связи.
Достоинство резиновых виброизоляторов заключается в простоте конструкции в широком диапазоне изменения их упругих характеристик, определяющихся как маркой применяемой резины, так и силовым поджатием виброизоляторов 11, 12, 13 гайками 20. Механические воздействия существенно влияют на точность измерений, поэтому с целью виброзащиты блок преобразователей установлен на свои виброизоляторы 14 и 15, причем средний виброизолятор 15 установлен ближе к акселерометрам (прибор для измерения ускорений подвижных объектов).
Технический эффект изобретения заключается в повышении надежности, вибропрочности и виброустойчивости блоков электроники внутри корпусов измерительных приборов и, как следствие - в повышении точности измерений.