СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР БЕСКАБЕЛЬНОЙ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ЗАБОЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин и может быть использована в составе телеметрической системы с электромагнитным каналом связи при контроле забойных параметров в процессе бурения.
Известен скважинный прибор, выполненный в виде герметичного аппаратурного контейнера, в котором размещены инклинометрические датчики, блок управления процессом записи, устройство управления коммутацией канала связи, коммутатор канала связи, устройство управления работой системы. Питание прибора осуществляется за счет электроэнергии, вырабатываемой генератором при прохождении промывочной жидкости через турбину (Исаченко В.Х. Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1979, с. 126-131).
Недостатком известного устройства являются зависимость возможности измерения скважинных параметров от циркуляции промывочной жидкости, а также значительная инерционность системы, обусловленная временем необходимым для разгона генератора.
Известен скважинный прибор, содержащий радиатор излучателя, батарейный отсек, шасси с электронными компонентами и шасси с инклинометрическими датчиками, установленными между амортизаторами (свидетельство РФ на полезную модель №15911, МКИ 7 Е 21 В 47/02, 2000г.).
Известный прибор имеет ряд недостатков. В инклинометрическом модуле для измерения азимута применяют феррозонды, на показания которых влияют как магнитное поле Земли, так и наведенные магнитные
поля от всех находящихся рядом устройств. Использование в скважинном приборе материалов, обладающих магнитными свойствами, приводит к погрешностям при определении инклинометрических параметров. Сам инклинометр имеет цилиндрическую форму, поэтому его крепление к плоскому шасси требует использования дополнительных приспособлений и виде, например, хомутов, а размещение в цилиндрическом корпусе нетехнологично, так как затрудняет доступ к инклинометру и амортизаторам, что осложняет их установку и не позволяет ее контролировать.
Целью разработанного технического решения является повышение точности определения инклинометрических параметров и технологичности сборки прибора.
Указанная цель достигается тем, что скважинный прибор бескабельной телеметрической системы для измерения и передачи забойных параметров скважины в процессе бурения содержит электронный передающий блок, заключенный в корпус цилиндрической формы, внутри которого последовательно размещены радиатор передатчика, модуль автономного питания, модуль сбора и обработки технологической информации, установленные на шасси и разделенные между собой посредством амортизаторов. Ниже корпуса электронного передающего блока установлен ложемент в виде полуцилиндра, на котором расположен инклинометрический модуль. Выбранная форма ложемента - полуцилиндр -обеспечивает' свободный доступ к инклинометру и амортизаторам, что облегчает их установку. Корпус, шасси и ложемент выполнены из немагнитного материала, что исключает возможность искажения показаний инклинометрических датчиков. Инклинометрический модуль зафиксирован в ложементе с помощью амортизаторов, с одной стороны которых имеются элементы крепления, препятствующие окружному и осевому перемещению модуля относительно ложемента, выполненные в виде закладного кольца с пазом для шпонки, а с другой стороны закладные элементы со срезом в виде полуцилиндра, предотвращающие поворот ложемента по окружности
относительно корпуса. Закладные элементы амортизаторов выполнены из немагнитного материала. На нижнем торце ложемента установлен элемент для его окружной фиксации в охранном кожухе скважинного прибора, выполненный в виде втулки со стопором, и элемент для установки скважинного прибора и его извлечения из охранного кожуха, выполненный в виде втулки с резьбой. На верхнем торце ложемента установлен узел соединения с шасси и корпусом электронного передающего блока. Узел содержит электрический разъем цилиндрической формы для соединения с электронным передающим блоком. Сборка ложемента и цилиндрического корпуса выполнена по резьбовому соединению. Радиатор передатчика на торце имеет разъем для электропитания, эксцентрично которому установлен направляющий штырь, служащий для ориентации разъема и корпуса относительно охранного кожуха телеметрической системы и для фиксации в окружном направлении радиатора передатчика относительно корпуса электронного передающего блока.
На Фиг.1 представлен скважинный прибор.
Скважинный прибор содержит электронный передающий блок, смонтированный в цилиндрическом корпусе 1 и включающий в себя радиатор передатчика 2, модуль автономного питания 3, модуль сбора и обработки технологической информации, включающий в себя управляющий модуль 4, модуль определения температуры 5, модуль определения уровня вибрации 6, модуль памяти 7, модуль определения сопротивления нагрузке 8, модуль микропроцессора 9, модуль резервного питания 10, модуль аналогового ввода 11, установленные на шасси 12 из немагнитного материала. С обеих сторон шасси установлены резино-металлические амортизаторы 13. Ниже корпуса электронного передающего блока установлен ложемент 14 в виде полуцилиндра, выполненный из немагнитного материала, на котором расположен инклинометрический модуль 15. Инклинометрический модуль 15 зафиксирован в ложементе с помощью амортизаторов 16, с одной стороны которых имеются элементы
крепления, препятствующие окружному и осевому перемещению модуля относительно ложемента, выполненные в виде закладного кольца с пазом для шпонки, а с другой стороны закладные элементы со срезом в виде полуцилиндра, предотвращающие поворот ложемента по окружности относительно корпуса. На верхнем торце ложемента установлен узел соединения 17 с шасси и корпусом электронного передающего блока. Узел 17 содержит электрический разъем цилиндрической формы (на чертеже не показан) для соединения с электронным передающим блоком. На нижнем -горце ложемента установлен элемент 18 для окружной фиксации ложемента в охранном кожухе скважинного прибора, выполненный в виде втулки со стопором и элемент 19 в виде втулки с резьбой для соединения с приспособлением для установки скважинного прибора и его извлечения из охранного кожуха. Радиатор передатчика на торце имеет разъем для электропитания 20, эксцентрично которому установлен направляющий штырь 21, служащий для ориентации разъема и корпуса относительно охранного кожуха телеметрической системы и для фиксации в окружном направлении радиатора передатчика относительно корпуса электронного передающего блока.
Скважинный прибор работает следующим образом.
Информация о забойных параметрах скважины формируется в модуле сбора и обработки технологической информации, включающем в себя управляющий модуль 4, модуль определения температуры 5, модуль определения уровня вибрации 6, модуль памяти 7, модуль определения сопротивления нагрузке 8, модуль микропроцессора 9, модуль резервного питания 10, модуль аналогового ввода. Сюда же поступает информация о параметрах, полученных в инклинометрическом модуле 15. Данные измерений преобразуются в цифровой сигнал и поступают в радиатор передатчика 2 и далее по электромагнитному каналу связи в наземный приемник.
Применение разработанного технического решения позволило:
1. За счет использования, в конструкции скважинного прибора корпуса, шасси, ложемента и элементов амортизаторов из немагнитных сплавов повысить точность определения инклинометрических параметров.
3. За счет использования дополнительных элементов крепления повысить надежность фиксации инклинометрического модуля и, как следствие, повысить точность определения инклинометрических параметров.
3. За счет использования для размещения инклинометрического модуля ложемента в форме полуцилиндра повысить технологичность сборки прибора.