Способ организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра (варианты) и радиопрозрачный блок для его осуществления (варианты)
METHOD OF TIGHTNESS OF SLOTS ARRANGEMENT IN ZONE OF WELL RESISTIVITY METER LOCALIZATION (VERSIONS) AND RADIO-TRANSPARENT UNIT FOR ITS IMPLEMENTATION (VERSIONS)

Изобретение относится к геофизическому оборудованию для сопровождения бурения скважин, а именно, к способам организации герметичности щелей в стенке бурильной трубы и радиопрозрачных блоков для их осуществления с целью измерения в процессе бурения электрического сопротивления горных пород скважинным резистивиметром, расположенным внутри бурильной трубы.
Для использования скважинного резистивиметра, расположенного внутри металлической бурильной трубы, в стенке последней выполняют щели, в которые вставляют блоки, обеспечивающие герметичность щели в стенке бурильной трубы и ее радиопрозрачность, т.е. проницаемость для электромагнитных волн частотой, используемой скважинным резистивиметром, для измерения электрического сопротивления горных пород скважинным резистивиметром.
Щель в стенке бурильной трубы может иметь различные радиусы закругления углов, длину и ширину, которые выбираются в зависимости от диаметра бурильной трубы, толщины стенки бурильной трубы, требований к величине затухания электромагнитных волн при прохождении через щель в стенке бурильной трубы и требований к прочностным характеристикам бурильной трубы. В зависимости от требований к направленности электромагнитного излучения щель в стенке бурильной трубы может быть ориентирована как параллельно оси бурильной трубы, так и под требуемым углом относительно оси бурильной трубы. Щель в стенке бурильной трубы не должна пропускать буровой раствор под воздействием избыточного давления, действующего как изнутри бурильной трубы, так и снаружи, что характерно для разных режимов работы буровой установки.
Термины, используемые в данном техническом решении. Организация (франц. Organisation, от позднелат. organize - сообщаю стройный вид, устраиваю) - это совокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязей между частями целого. //Большой Энциклопедический словарь. URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/221386. (дата обращения: 21.07.2015).
Организация (ново-лат., от organum - орган) - устройство чего-либо, соединение в стройное целое. / Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка, / http://dic.academic.ru/ Чудинов А.Н., 1910
Герметичность - непроницаемость для жидкости и газов. / Большая политехническая энциклопедия. - М.: Мир и образование. Рязанцев В. Д.. 2011. https://polytechnic_dictionary. academic, ru/
Локализация, -и, жен, (спец.). Определение местонахождения чего-нибудь / http.//dic.academic.ru/dic.nsf/ogegova/_Toлкoвый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, H. Ю. Шведова
Зона (от греч.  - пояс), участок, область, пояс, полоса чего-либо, обладающие определенным качественным признаком (например, пограничная зона, зона молчания, зоны Френеля и др.).
Блок (нем. Block - голл. blok), 1) часть устройства, механизма, прибора и т.п., представляющая собойсовокупность функционально объединенных, часто однотипных элементов, частей (напр., блок цилиндров, блок питания телевизора)
2)] Конструктивный сборный элемент или изделие, обычно заводского изготовления, применяемые в современном индустриальном строительстве https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/73950
Блок
1. конструктивная совокупность функционально самостоятельных элементов, образующая функционально самостоятельное единое целое
2. строительный конструктивный элемент, представляющий собой составную часть сооружения
3. деталь грузоподъемного устройства в виде желобчатого колеса, ось которого закреплена в обойме
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] https://technical_translator_dictionary.academic.ru/15229/%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BA
Блок
Изделие с прямоугольным, как правило, поперечным сечением и толщиной, незначительно меньшей его ширины.
Г
[ГОСТ313602007]
Щель - узкое продолговатое отверстие, сквозная трещина. отт. Узкое отверстие специального назначения (в машине, механизме и т.п.). Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000. https://dic.academic.ru/dic.nsf/efremova/
Внешняя часть это часть щели или вставки, которая обращена к наружной поверхности трубы,
Внутренняя часть это часть щели или вставки, которая обращена внутрь трубы.
Известно техническое решение, в котором для организации герметичности щелей в зоне локализации скважинного резистивиметра используют состав из эпоксидного, керамического или другого диэлектрического материала, которым заполняют щель в стенке бурильной трубы, в результате чего получают в зоне локализации скважинного резистивиметра радиопрозрачный блок, затвердевший и склеенный с поверхностями щели в стенке бурильной трубы (US 6483310, приоритет 2002-11-19, МПК G01V 3/30; G01V 3/18).
Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность и короткий период между техническими обслуживаниями радиопрозрачного блока, так как высокий уровень вибрации в процессе бурения и увеличение размеров щели при высоком избыточном давлении бурового раствора внутри бурильной трубы приводит к отслаиванию радиопрозрачного блока от поверхностей щели в стенке бурильной трубы или нарушению его целостности, что в свою очередь приводит к потере герметичности щели в стенке бурильной трубы и невозможности дальнейшего проведения работ. Кроме того, изготовление радиопрозрачного блока и организация герметичности щели в стенке бурильной трубы по данной технологии может производиться только в специализированной мастерской.
Известно техническое решение, в котором приведены варианты организации герметичности щелей в зоне локализации скважинного резистивиметра и радиопрозрачные блоки для их осуществления, (Заявка US 20020057210 А1, МПК G01V 3/00, приоритет 16.05.2002).
В первом варианте напротив щели в зоне локализации скважинного резистивиметра внутри бурильной трубы установлена диэлектрическая труба, и между внутренней поверхностью бурильной трубы и наружной поверхностью диэлектрической трубы обеспечена герметичность с помощью элементов герметизации. При этом буровой раствор создает избыточное давление внутри диэлектрической трубы и не проходит сквозь щель в стенке бурильной трубы наружу. При этом щель в стенке бурильной трубе заполнена диэлектрическим материалом, который служит только для защиты поверхностей щели в стенке бурильной трубы и наружной поверхности диэлектрической трубы от эрозии во время бурения.
Во втором варианте для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра используют радиопрозрачный блок, который выполняют в виде диэлектрической вставки, которую вставляют непосредственно в щель в стенке бурильной трубы. При этом у диэлектрической вставки и у щели в стенке бурильной трубы размеры наружной части меньше, чем размеры внутренней части, что не позволяет избыточному внутреннему давлению сместить диэлектрическую вставку из щели в стенке бурильной трубы наружу.
Недостатком известного технического решения по первому варианту является уменьшение внутреннего диаметра бурильной трубы из-за установленной внутри трубы диэлектрической втулки, что ограничивает область применения скважинного резистивиметра. Также для обеспечения герметичности между внутренней поверхностью бурильной трубой и наружной поверхностью диэлектрической трубы необходимо качественная обработка внутренней поверхности бурильной трубы.
Недостатком известного технического решения по второму варианту является то, что для такой диэлектрической вставки требуется щель в стенке бурильной трубы, ширина, длина внутренней части которой больше, соответственно, ширины, длины ее наружной части. Кроме того, поверхность внутренней увеличенной части щели в стенке бурильной трубы для организации герметичности должна быть качественно обработана. Такую щель в стенке бурильной трубы сложно изготовить на большом расстоянии от торца бурильной трубы, не нарушая при этом целостность бурильной трубы. Поэтому бурильная труба по второму варианту известного технического решения изготовлена из отдельных коротких патрубков.
Задачей заявляемого изобретения является разработка вариантов способа организации герметичности щели, выполненной в зоне локализации скважинного резистивиметра и вариантов радиопрозрачного блока для его осуществления. Данный блок должен быть радиопрозрачным, т.е. пропускающим электромагнитные волны, с целью измерения электрического сопротивления горных пород с помощью скважинного резистивиметра, расположенного внутри бурильной трубы. При этом щель в стенке бурильной трубы, в которую установлен радиопрозрачный блок, не должна пропускать сквозь себя буровой раствор под воздействием избыточного давления как с наружной стороны бурильной трубы, так и изнутри бурильной трубы. Радиопрозрачный блок, используемый для организации герметичности щели в стенке бурильной трубы, не должен уменьшать внутренний диаметр и увеличивать внешний диаметр бурильной трубы, должен обладать повышенной надежностью и иметь длительный период между техническими обслуживаниями. Кроме того, должна быть возможность проведения технического обслуживания радиопрозрачного блока в неспециализированных помещениях.
По первому варианту герметичность щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра должна достигаться за счет радиопрозрачного блока, который должен включать в себя диэлектрическую вставку и металлическую крышку, которая закрывает одну щель в стенке бурильной трубы. Дополнительно радиопрозрачный блок имеет элементы крепления и герметизации.
По второму варианту герметичность щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра должна достигаться за счет радиопрозрачного блока, который должен включать в себя диэлектрическую вставку и металлическую крышку, которая закрывает хотя бы две щели в стенке бурильной трубы. Дополнительно радиопрозрачный блок имеет элементы крепления и герметизации.
По третьему варианту герметичность щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра должна достигаться за счет радиопрозрачного блока, который должен включать в себя диэлектрическую вставку и крышку, выполненную из диэлектрического материала, радиопрозрачного для электромагнитных волн частотой, необходимой для работы скважинного резистивиметра. Дополнительно радиопрозрачный блок имеет элементы крепления и герметизации.
По четвертому варианту герметичность щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра должна достигаться за счет радиопрозрачного блока, который должен включать в себя диэлектрическую вставку и крышку, выполненную из диэлектрического материала, причем диэлектрическая вставка и крышка выполнены как единое целое. Дополнительно радиопрозрачный блок имеет элементы крепления и герметизации.
Задача по первому варианту заявляемого технического решения решается тем, что в способе организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, включающем: выполнение щели в стенке бурильной трубы, которую располагают в зоне локализации скважинного резистивиметра; использование радиопрозрачного блока, который выполняют содержащим диэлектрическую вставку, пропускающую электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, соответствующую размерам щели в стенке бурильной трубы, и вставляемую в щель в стенке бурильной трубы; щель выполняют имеющей длину, ширину своей внешней части больше, соответственно, длины, ширины, своей внутренней части; на наружной поверхности трубы вокруг щели вытачивают выемку с длиной, шириной большими, чем, соответственно, длина, ширина внешней части щели в стенке бурильной трубы; для того, чтобы диэлектрическая вставка не смещалась внутрь бурильной трубы под воздействием избыточного давления снаружи бурильной трубы, диэлектрическую вставку выполняют имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина своей внутренней части; радиопрозрачный блок выполняют вставляющимся в щель в стенке бурильной трубы снаружи, дополнительно содержащим хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока, крышку, которую выполняют удерживающей диэлектрическую вставку от смещения наружу под воздействием избыточного давления внутри бурильной трубы, из металла, прикрепляемой к стенке бурильной трубы снаружи, и размерами, соответствующими размерам выемки, кроме того имеющей щель для прохождения электромагнитных волн. Последнюю выполняют длиной, шириной меньше соответственно, длины ширины диэлектрической вставки для того, чтобы крышка удерживала диэлектрическую вставку в стенке бурильной трубы при воздействии избыточного давления внутри бурильной трубы. По периметру диэлектрической вставки устанавливают хотя бы один элемент герметизации радиопрозрачного блока; закрепляют крышку с наружной стороны стенки бурильной трубы поверх диэлектрической вставки. При этом элемент герметизации радиопрозрачного блока выполняют содержащим хотя бы одно уплотнительное кольцо с формой, соответствующей месту установки. Уплотнительное кольцо устанавливают на поверхности диэлектрической вставки, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы, при этом уплотнительное кольцо и поверхности щели в стенке бурильной трубы покрывают смазкой, чтобы избежать при установке диэлектрической вставки в щель в стенке бурильной трубы скручивания уплотнительного кольца, его повреждения о грани щели в стенке бурильной трубы, выдавливания его с места установки. Сечение уплотнительного кольца может быть округлой, прямоугольной и иной формы. На поверхности диэлектрической вставки, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы, выполняют хотя бы одну канавку для уплотнительного кольца. Канавка может иметь профиль округлой, прямоугольной и иной формы. Кроме того, элемент герметизации выполняют содержащим хотя бы одну кольцеобразную вставку из материала большей твердости, чем материал уплотнительного кольца, при этом кольцеобразную вставку устанавливают в паре с уплотнительным кольцом, для того, чтобы избежать выдавливания уплотнительного кольца в зазор между поверхностью диэлектрической вставки и соответствующей поверхностью щели в стенке бурильной трубы. Щель для прохождения электромагнитных волн через крышку заполняют любым диэлектрическим материалом, чтобы предохранить поверхности диэлектрической вставки и щели для прохождения электромагнитных волн через крышку от воздействия бурового раствора. Ширина, длина щели для прохождения электромагнитных волн через крышку могут изменяться от внутренней поверхности крышки к ее внешней поверхности для удержания диэлектрического материала в щели для прохождения электромагнитных волн через крышку, для уменьшения затухания электромагнитных волн при прохождении через крышку. Для удобства монтажа и демонтажа крышку и диэлектрическую вставку прикрепляют друг к другу. Возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее наружной стороны, уменьшая при этом общий диаметр бурильной трубы напротив крышки, при этом уменьшается механическое воздействие горной породы на крышку при проведении работ. Возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее внутренней стороны, увеличивая при этом толщину стенки бурильной трубы напротив крышки, повышая при этом прочность бурильной трубы. Щель в стенке бурильной трубы выполняют под углом к продольной оси бурильной трубы, значение которого соответствует направлению распространения электромагнитных волн скважинного резистивиметра.
Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, по первому варианту заявляемого технического решения, включающий диэлектрическую вставку, которую выполняют соответствующей размерам щели в стенке бурильной трубы, пропускающей электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, и вставляемой в щель в стенке бурильной трубы; выполнен вставляющимся в щель, которая выполнена в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра, снаружи; для того, чтобы диэлектрическая вставка не смещалась внутрь бурильной трубы под воздействием избыточного давления снаружи бурильной трубы. Диэлектрическая вставка, выполнена имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина, своей внутренней части; дополнительно содержит хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока. Крышка выполнена из металла, удерживающей диэлектрическую вставку от смещения наружу под воздействием избыточного давления внутри бурильной трубы, устанавливаемой и закрепляемой в выемке с наружной стороны стенки бурильной трубы, с размерами, соответствующими размерам выемки, которая выполнена вокруг щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра, имеющей щель для прохождения электромагнитных волн. Последнюю выполняют шириной, длиной меньше соответственно, длины, ширины диэлектрической вставки, чтобы крышка удерживала диэлектрическую вставку в стенке бурильной трубы при воздействии избыточного давления внутри бурильной трубы. При этом, щель для прохождения электромагнитных волн в крышке может быть выполнена под углом к продольной оси бурильной трубы, значение которого соответствует направлению распространения электромагнитных волн скважинного резистивиметра, может быть выполнена имеющей ширину, длину, изменяющиеся от внутренней поверхности крышки к ее внешней поверхности, может быть заполнена любым диэлектрическим материалом, чтобы защитить соответствующие поверхности от воздействия бурового раствора. Кроме того, крышка и диэлектрическая вставка могут быть выполнены прикрепленными друг к другу для удобства монтажа, демонтажа радиопрозрачного блока, при этом толщина крышки может быть уменьшена с наружной стороны крышки, при этом уменьшен общий диаметр бурильной трубы напротив крышки для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ, также толщина крышки может быть уменьшена с внутренней стороны крышки, при этом увеличена толщина стенки бурильной трубы напротив крышки для повышения прочности бурильной трубы.
Задача по второму варианту заявляемого технического решения решается тем, что в способе организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, включающем: выполнение щели в стенке бурильной трубы, которую располагают в зоне локализации скважинного резистивиметра; использование радиопрозрачного блока, который выполняют содержащим диэлектрическую вставку, соответствующей размерам щели в стенке бурильной трубы, пропускающей электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, и вставляемой в щель в стенке бурильной трубы; щель выполняют имеющей длину, ширину своей внешней части больше длины, ширины, соответственно, своей внутренней части; на наружной поверхности трубы вокруг хотя бы двух щелей вытачивают выемку с длиной, шириной большими, чем расстояние между соответствующими противоположными стенками хотя бы двух щелей в стенке бурильной трубы; для того, чтобы диэлектрическая вставка не смещалась внутрь бурильной трубы под воздействием избыточного давления снаружи бурильной трубы. Диэлектрическую вставку выполняют имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем ширина, длина, соответственно, своей внутренней части. Радиопрозрачный блок выполняют вставляющимся в щель в стенке бурильной трубы снаружи, дополнительно содержащим хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока. Крышку, которая удерживает диэлектрическую вставку от смещения наружу под воздействием избыточного давления внутри бурильной трубы, выполняют из металла, прикрепляемой к стенке бурильной трубы снаружи, и размерами, соответствующими размерам выемки, кроме того имеющей щель для прохождения электромагнитных волн. Последнюю выполняют длиной, шириной меньше, соответственно, длины, ширины диэлектрической вставки для того, чтобы крышка удерживала диэлектрическую вставку в стенке бурильной трубы при воздействии избыточного давления внутри бурильной трубы. По периметру диэлектрической вставки устанавливают хотя бы один элемент герметизации радиопрозрачного блока; при необходимости расположения щелей в стенке бурильной трубы в непосредственной близости друг от друга, для повышения надежности крепления крышки ее закрепляют с наружной стороны стенки бурильной трубы поверх хотя бы двух диэлектрических вставок. Кроме того, элемент герметизации радиопрозрачного блока выполняют содержащим хотя бы одно уплотнительное кольцо с формой, соответствующей месту установки, которое устанавливают на поверхности диэлектрической вставки, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы. При этом уплотнительное кольцо, поверхности щели в стенке бурильной трубы покрывают смазкой, чтобы избежать при установке диэлектрической вставки в щель в стенке бурильной трубы скручивания уплотнительного кольца, его повреждения о грани щели в стенке бурильной трубы, выдавливания его с места установки. Сечение уплотнительного кольца может быть округлой, прямоугольной и иной формы. Элемент герметизации выполняют содержащим хотя бы одну кольцеобразную вставку из материала большей твердости, чем у уплотнительного кольца, которую устанавливают в паре с уплотнительным кольцом. На поверхности диэлектрической вставки, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы, выполняют хотя бы одну канавку для уплотнительного кольца. Канавка может иметь профиль округлой, прямоугольной и иной формы. Щель для прохождения электромагнитных волн через крышку заполняют любым диэлектрическим материалом для защиты соответствующих поверхностей от воздействия бурового раствора. Ширина, длина щели для прохождения электромагнитных волн через крышку могут изменяться от внутренней поверхности крышки к ее внешней поверхности для удержания диэлектрического материала в щели для прохождения электромагнитных волн через крышку, для уменьшения затухания электромагнитных волн при прохождении через крышку. Для удобства монтажа, демонтажа радиопрозрачного блока крышку и хотя бы одну диэлектрическую вставку прикрепляют друг к другу. Для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее наружной стороны, уменьшая при этом общий диаметр бурильной трубы напротив крышки. Для повышения прочности бурильной трубы возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее внутренней стороны, увеличивая при этом толщину стенки бурильной трубы напротив крышки. Кроме того, щель в стенке бурильной трубы выполнена под углом к продольной оси бурильной трубы, значение которого соответствует направлению распространения электромагнитных волн скважинного резистивиметра.
Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, по второму варианту заявляемого технического решения, включающий диэлектрическую вставку, которую выполняют, соответствующей размерам щели в стенке бурильной трубы, пропускающей электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, и вставляемой в щель в стенке бурильной трубы; выполнен вставляющимся в щель, которая выполнена в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра, снаружи. Чтобы диэлектрическая вставка не смещалась внутрь бурильной трубы под воздействием избыточного давления снаружи бурильной трубы диэлектрическая вставка выполнена имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина своей внутренней части. Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра дополнительно содержит хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока; крышку, которая выполнена из металла, и устанавливаемой и закрепляемой в выемке с наружной стороны стенки бурильной трубы с размерами, соответствующими размерам выемки, которая выполнена вокруг хотя бы двух щелей в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра, имеющей щель для прохождения электромагнитных волн, последнюю выполняют шириной, длиной меньше, соответственно, длины, ширины диэлектрической вставки для того, чтобы крышка удерживала диэлектрическую вставку в стенке бурильной трубы при воздействии избыточного давления внутри бурильной трубы. При этом щель для прохождения электромагнитных волн в крышке выполнена под углом к продольной оси бурильной трубы, значение которого соответствует направлению распространения электромагнитных волн скважинного резистивиметра, заполнена любым диэлектрическим материалом для защиты соответствующих поверхностей от воздействия бурового раствора, имеет ширину, длину, изменяющиеся от внутренней поверхности крышки к ее внешней поверхности для удержания диэлектрического материала в щели для прохождения электромагнитных волн через крышку, для уменьшения затухания электромагнитных волн при прохождении через крышку. Крышка и хотя бы одна диэлектрическая вставка выполнены прикрепленными друг к другу для удобства монтажа, демонтажа радиопрозрачного блока. Для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее наружной стороны, уменьшая при этом общий диаметр бурильной трубы напротив крышки. Для повышения прочности бурильной трубы возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее внутренней стороны, увеличивая при этом толщину стенки бурильной трубы напротив крышки.
Задача по третьему варианту заявляемого технического решения решается тем, что в способе организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, включающем: выполнение щели в стенке бурильной трубы, которую располагают в зоне локализации скважинного резистивиметра; использование радиопрозрачного блока, который выполняют содержащим диэлектрическую вставку, пропускающую электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, соответствующую размерам щели в стенке бурильной трубы, и вставляемую в щель в стенке бурильной трубы; щель выполняют имеющей длину, ширину своей внешней части больше соответственно, длины, ширины, своей внутренней части. На наружной поверхности трубы вокруг щели вытачивают выемку с длиной, шириной большими, чем, соответственно, длина, ширина внешней части щели в стенке бурильной трубы; для того, чтобы диэлектрическая вставка не смещалась внутрь бурильной трубы под воздействием избыточного давления снаружи бурильной трубы, диэлектрическую вставку выполняют имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина своей внутренней части. Радиопрозрачный блок выполняют вставляющимся в щель в стенке бурильной трубы снаружи, дополнительно содержащим хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока, крышку, которую для уменьшения затухания электромагнитных волн выполняют из диэлектрического материала, прикрепляемой к стенке бурильной трубы снаружи, и размерами, соответствующими размерам выемки. Крышка удерживает диэлектрическую вставку от смещения наружу под воздействием избыточного давления внутри бурильной трубы. По периметру диэлектрической вставки устанавливают хотя бы один элемент герметизации радиопрозрачного блока; закрепляют крышку с наружной стороны стенки бурильной трубы поверх диэлектрической вставки. При этом, элемент герметизации радиопрозрачного блока выполняют содержащим хотя бы одно уплотнительное кольцо с формой, соответствующей месту установки. Уплотнительное кольцо устанавливают на поверхности диэлектрической вставки, обращенной к поверхности щели в стенке бурильной трубы, при этом поверхности щели в стенке бурильной трубы и уплотнительное кольцо покрывают смазкой, чтобы избежать при установке диэлектрической вставки в щель в стенке бурильной трубы скручивания уплотнительного кольца, его повреждения о грани щели в стенке бурильной трубы, выдавливания его с места установки. Сечение уплотнительного кольца может быть округлой, прямоугольной и иной формы. Элемент герметизации выполняют содержащим хотя бы одну кольцеобразную вставку из материала большей твердости, чем у материала уплотнительного кольца, которую устанавливают в паре с уплотнительным кольцом. На поверхности диэлектрической вставки, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы, выполняют хотя бы одну канавку для уплотнительного кольца, канавка может иметь профиль округлой, прямоугольной и иной формы. Кроме того, для удобства монтажа, демонтажа радиопрозрачного блока крышку и диэлектрическую вставку прикрепляют друг к другу. Для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ возможно крышку выполняют так, что толщину крышки уменьшают с ее наружной стороны, уменьшая при этом общий диаметр бурильной трубы напротив крышки. Для повышения прочности бурильной трубы возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее внутренней стороны, увеличивая при этом толщину стенки бурильной трубы напротив крышки. Щель в стенке бурильной трубы выполнена под углом к продольной оси бурильной трубы, значение которого соответствует направлению распространения электромагнитных волн скважинного резистивиметра.
Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, по третьему варианту заявляемого технического решения, включающий диэлектрическую вставку, которую выполняют соответствующей размерам щели в стенке бурильной трубы, пропускающей электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, и вставляемой в щель в стенке бурильной трубы; выполнен вставляющимся в щель, которая выполнена в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра, снаружи. Чтобы диэлектрическая вставка не смещалась внутрь бурильной трубы под воздействием избыточного давления снаружи бурильной трубы, диэлектрическая вставка выполнена имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина своей внутренней части. Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра дополнительно содержит хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока; крышку, которая выполнена удерживающей диэлектрическую вставку от смещения наружу под воздействием избыточного давления внутри бурильной трубы, из диэлектрического материала, устанавливаемой и закрепляемой в выемке с наружной стороны стенки бурильной трубы с размерами, соответствующими размерам выемки, которая выполнена вокруг щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра. Для удобства монтажа, демонтажа радиопрозрачного блока для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра крышка и диэлектрическая вставка могут быть выполнены прикрепленными друг к другу. При этом толщина крышки может быть уменьшена с наружной стороны крышки, при этом уменьшен общий диаметр бурильной трубы напротив крышки для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ, также толщина крышки может быть уменьшена с внутренней стороны крышки, при этом увеличена толщина стенки бурильной трубы напротив крышки для повышения прочности бурильной трубы.
Задача по четвертому варианту заявляемого технического решения решается тем, что в способе организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, включающем: выполнение щели в стенке бурильной трубы, которую располагают в зоне локализации скважинного резистивиметра; использование радиопрозрачного блока, который выполняют содержащим диэлектрическую вставку, пропускающую электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, соответствующую размерам щели в стенке бурильной трубы, и вставляемую в щель в стенке бурильной трубы; на наружной поверхности трубы вокруг щели вытачивают выемку с длиной, шириной большими, чем, соответственно, длина, ширина внешней части щели в стенке бурильной трубы; диэлектрическую вставку выполняют неразрывно соединенной с крышкой из диэлектрического материала, которую выполняют прикрепляемой к стенке бурильной трубы снаружи, и размерами, соответствующими размерам выемки. Радиопрозрачный блок выполняют вставляющимся в щель в стенке бурильной трубы и прикрепляемым к бурильной трубе снаружи, дополнительно содержащим хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока, по периметру диэлектрической вставки, неразрывно соединенной с ней крышки, устанавливают хотя бы один элемент герметизации радиопрозрачного блока. При этом, возможно, щель в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра выполняют имеющей ширину, длину своей внешней части больше, соответственно, ширины, длины своей внутренней части; диэлектрическую вставку, возможно, выполняют имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина своей внутренней части; Элемент герметизации радиопрозрачного блока выполняют содержащим хотя бы одно уплотнительное кольцо с формой, соответствующей месту установки. Уплотнительное кольцо устанавливают на поверхности радиопрозрачного блока, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы, при этом, чтобы избежать при установке радиопрозрачного блока в щель в стенке бурильной трубы скручивания уплотнительного кольца, его повреждения о грани щели в стенке бурильной трубы, выдавливания его с места установки поверхности щели в стенке бурильной трубы, уплотнительное кольцо покрывают смазкой. Сечение уплотнительного кольца может быть округлой, прямоугольной и иной формы. Элемент герметизации выполняют содержащим хотя бы одну кольцеобразную вставку из материала большей твердости, чем у уплотнительного кольца, которую устанавливают в паре с уплотнительным кольцом. На поверхности радиопрозрачного блока, обращенной к соответствующей поверхности щели в стенке бурильной трубы, выполнена хотя бы одна канавка для уплотнительного кольца. Канавка может иметь профиль округлой, прямоугольной и иной формы. Для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее наружной стороны, уменьшая при этом общий диаметр бурильной трубы напротив крышки. Для повышения прочности бурильной трубы возможно выполнение крышки, когда толщину крышки уменьшают с ее внутренней стороны, увеличивая при этом толщину стенки бурильной трубы напротив крышки. Щель в стенке бурильной трубы выполнена под углом к продольной оси бурильной трубы, значение которого соответствует направлению распространения электромагнитных волн скважинного резистивиметра.
т
Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра, по четвертому варианту заявляемого технического решения, включающий диэлектрическую вставку, которую выполняют, соответствующей размерам щели в стенке бурильной трубы, пропускающей электромагнитные волны частотой, используемой скважинным резистивиметром, и вставляемой в щель в стенке бурильной трубы; выполнен вставляющимся в щель, которая выполнена в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра, снаружи. Радиопрозрачный блок для организации герметичности щели в зоне локализации скважинного резистивиметра дополнительно содержит хотя бы один элемент крепления и герметизации радиопрозрачного блока. Диэлектрическая вставка, неразрывно соединенная с крышкой, которая выполнена из диэлектрического материала прикрепляемой к стенке бурильной трубы снаружи, с размерами, соответствующими размерам выемки, которая выполнена вокруг щели в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра. Возможно, когда щель в стенке бурильной трубы в зоне локализации скважинного резистивиметра выполнена имеющей ширину, длину своей внешней части больше, соответственно, ширины, длины своей внутренней части. Возможно, когда диэлектрическую вставку выполняют имеющей ширину, длину своей наружной части больше, чем, соответственно, ширина, длина своей внутренней части. Толщина крышки может быть уменьшена с наружной стороны крышки, при этом уменьшен общий диаметр бурильной трубы напротив крышки для уменьшения механического воздействия горной породы на крышку в процессе выполнения работ, также толщина крышки может быть уменьшена с внутренней стороны крышки, при этом увеличена толщина стенки бурильной трубы напротив крышки для повышения прочности бурильной трубы.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена блок-схема варианта 1, где 1 - крышка, 2 - диэлектрическая вставка, 3 - бурильная труба, 4 - уплотнительное кольцо, 5 - щель в стенке бурильной трубы, 6 - щель для прохождения электромагнитных волн через крышку, 7 - канавка, 8 - выемка.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез стенки бурильной трубы с возможными местами выполнения канавок, где 3 - бурильная труба, 5 - щель в стенке бурильной трубы, 7 - канавка, 8 - выемка.
На фиг. 3 представлен поперечный разрез диэлектрической вставки с возможными местами выполнения канавок, где 2 - диэлектрическая вставка, 7 - канавка.
На фиг. 4 представлен поперечный разрез диэлектрической вставки без канавки с возможным местом установки уплотнительного кольца, где 2 - диэлектрическая вставка, 4 - уплотнительное кольцо.
На фиг. 5 представлен поперечный разрез диэлектрической вставки с элементами герметизации, где 2 - диэлектрическая вставка, 4 - уплотнительное кольцо, 7 - канавка, 9 - кольцеобразная вставка.
На фиг. 6 представлен поперечный разрез крышки с вариантом выполнения щели для прохождения электромагнитных волн через крышку, где 1 - крышка, 6 - щель для прохождения электромагнитных волн через крышку.
На фиг. 7 представлен поперечный разрез крышки с вариантом выполнения щели для прохождения электромагнитных волн через крышку, где 1 - крышка, 6 - щель для прохождения электромагнитных волн через крышку, 10 - диэлектрический материал.
На фиг 8 представлен разрез бурильной трубы и радиопрозрачного блока с крышкой с уменьшенной толщиной, где 1 - крышка, 2 - вставка, 3 - бурильная труба, 5 - щель, 8 - выемка.
На фиг. 9 представлен разрез бурильной трубы с радиопрозрачным блоком, выполненным по варианту 2, и щелями, смещенными друг относительно друга по периметру бурильной трубы, где 1 - крышка, 2 - диэлектрическая вставка, 3 - бурильная труба, 11 - элемент крепления.
На фиг. 10 представлен разрез стенки бурильной трубы с радиопрозрачным блоком, выполненным по варианту 2, и щелями, смещенными друг относительно друга вдоль бурильной трубы, где 1 - крышка, 2 - диэлектрическая вставка, 3 - бурильная труба.
На фиг. 11 представлен радиопрозрачный блок, выполненный по варианту 3, где 1 - крышка, 2 - диэлектрическая вставка.
На фиг. 12 представлен радиопрозрачный блок, выполненный по варианту 4, где 12 - диэлектрическая вставка и крышка, выполненные как единая деталь.
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в расширении арсенала средств и способов данного назначения. Заявляемое техническое решение позволяет улучшить техническое обслуживание, так как не требуется специализированное оборудование и осуществление в специализированных помещениях.
Заявляемое техническое решение осуществляют следующим образом.
Вариант 1
В стенке бурильной трубы 3 вырезают известным в промышленности способами щель 5, размеры внешней части которой, т.е. той части, которая обращена к наружной поверхности трубы, больше размеров ее внутренней части, т.е. той части, которая обращена внутрь трубы. На наружной поверхности трубы 3 вокруг щели в стенке бурильной трубы известным в промышленности способами вытачивают выемку 8 с размерами, которые больше, чем размеры внешней части щели в стенке бурильной трубы.
В щель 5 в стенке бурильной трубы устанавливают радиопрозрачный блок, который обеспечивает герметичность и радиопрозрачность щели 5 в стенке бурильной трубы. Блок состоит из диэлектрической вставки 2, которую вставляют в щель 5 в стенке бурильной трубы, крышки 1, которую крепят поверх диэлектрической вставки 2 любым известным в литературе способом, а также элемента герметизации радиопрозрачного блока. Для герметизации щели 5 в стенке бурильной трубы по периметру диэлектрической вставки 2 устанавливают хотя бы одно уплотнительное кольцо 4 с формой и размерами, соответствующими месту установки. Уплотнительное кольцо может быть установлено на любой из поверхностей диэлектрической вставки 2, обращенной к поверхности щели 5 в стенке бурильной трубы. Сечение уплотнительного кольца 4 может быть выполнено имеющим округлые, прямоугольные и иные формы. Уплотнительное кольцо устанавливают в канавку 7. Канавку 7 могут выполнять как на диэлектрической вставке 2, так и на поверхности щели 5 в стенке бурильной трубы известными в литературе споособами. Профиль канавки 7 может иметь округлые, прямоугольные и иные формы. Возможные места выполнения канавки 7 приведены на фиг. 2, фиг. 3. Возможна установка уплотнительного кольца 4 без канавки 7. Вариант установки уплотнительного кольца 4 без канавки на диэлектрическую вставку 2 изображен на фиг. 4. В паре с уплотнительным кольцом 4 может использоваться дополнительная кольцеобразная вставка 9, приведенная на фиг. 5, которую изготавливают из материала с твердостью больше, чем у материала уплотнительного кольца.
Крышку 1 изготавливают из металла известным в литературе способом. В крышке 1 известным в литературе способом выполняют щель 6 для прохождения электромагнитных волн через крышку. Профиль (ширина, длина) щели 6 для прохождения электромагнитных волн через крышку может иметь различные формы. Щель 6 для прохождения электромагнитных волн через крышку может быть заполнена диэлектрическим материалом 10. Примеры двух вариантов профиля щели 6 для прохождения электромагнитных волн через крышку изображены на фиг. 6 и фиг. 7. Для уменьшения общего наружного диаметра бурильной трубы 3 напротив крышки 1 толщину крышки 1 уменьшают с наружной стороны. Толщину крышки 1 также могут уменьшить с внутренней стороны, чтобы придать ей вогнутость для возможности увеличения толщины стенки бурильной трубы 3 под выемкой 8. Пример такого исполнения крышки приведен на фиг. 8. Для удобства монтажа, демонтажа радиопрозрачного блока крышку и диэлектрическую вставку прикрепляют друг к другу любым известным в литературе способом. Также на кромках радиопрозрачного блока, щели и выемки выполняют фаски.
Щель в стенке бурильной трубы, выемка и детали радиопрозрачного блока изготавливают с помощью стандартного оборудования для механообработки.
Вариант 2.
В отличие от варианта 1 в варианте 2 выемку 8 выполняют вокруг двух и более близлежащих щелей 5 в стенке бурильной трубы. Причем щели 5 в стенке бурильной трубы могут располагаться со смещением как вдоль бурильной трубы 3, так и со смещением по ее периметру. Крышку 1 изготавливают с размерами, соответствующими размерам выемки 8, поэтому крышку 1 устанавливают поверх двух и более щелей 5 в стенке бурильной трубы. На фиг. 9 изображен вариант 2, когда щели в стенке бурильной трубы расположены со смещением по периметру бурильной трубы 3. В этом случае крышку могут прикрепить элементами крепления 11 не только к стенке бурильной трубы 3, но и к другой крышке 1. Вариант 2, когда щели расположены со смещением вдоль бурильной трубы, изображен на фиг. 10.
Вариант 3.
В отличие от вариантов 1 и 2 в варианте 3 крышку изготавливают не из металла, а из диэлектрического материала, поэтому в ней не выполняют щель для прохождения электромагнитных волн через крышку. На фиг. 11 изображен пример радиопрозрачного блока, выполненного по варианту 3.
Вариант 4.
В отличие от предыдущих вариантов в варианте 4 диэлектрическую вставку 2 и крышку 1 изготавливают из диэлектрического материала, как единую деталь 12, изображенную на фиг. 12.
Преимущества заявляемого технического решения заключается в следующем:
- Радиопрсзрачный блок для скважинного резистивиметра не уменьшает внутренний диаметр бурильной трубы.
- При изготовлении радиопрозрачного блока для скважинного резистивиметра не требуется обработка внутренней поверхности бурильной трубы для организации герметичного уплотнения.
- Радиопрозрачный блок для скважинного резистивиметра может располагаться в любом месте бурильной трубы без дополнительных сварных или резьбовых соединений частей трубы.
- Радиопрозрачный блок для скважинного резистивиметра не разрушается и не теряет герметичность при вибрации и механических воздействиях на бурильную трубу в процессе бурения.
- Радиопрозрачный блок для скважинного резистивиметра устанавливается в щель бурильной трубы со стороны наружной поверхности бурильной трубы и не требует для установки специального инструмента.