УСТРОЙСТВО ВКЛЮЧЕНИЯ СКВАЖИННОЙ ТЕЛЕСИСТЕМЫ С АВТОНОМНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ
BOREHOLE TELEMETRY SYSTEM DEVICE WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY

Изобретение относится к контрольно-измерительным телесистемам режимов бурения скважин, имеющим определенный временной ресурс эксплуатации.
Существует проблема дистанционного включения передатчика телесистемы с автономным источником питания в момент начала циркуляции бурового раствора для исключения передачи информации при остановленном бурении. При использовании датчиков вибраций (пат. РФ №2296218, МПК E21B 44/00) может потребоваться дополнительная настройка, кроме того, вибрация при циркуляции бурового раствора не всегда наблюдается.
Для изменения состояния телесистем с автономным источником питания использовали также изменение направления бурения (заявка №2312905, Великобритания, МПК E21B 7/06), что ограничивает свободу использования телесистем.
Известное устройство для включения питания автономного скважинного прибора содержит автономный источник питания, электронную схему, вычислительное устройство, размещенные в корпусе из немагнитного материала, внешний постоянный магнит для включения прибора на поверхности. Кроме того, устройство содержит датчик давления, соединенный через электронную схему с автономным источником питания. Изменение давления приводит к переводу автономного прибора на заданной глубине из «спящего» режима в режим измерений (Пат. РФ №2257470, МПК E21B 47/00 - прототип). При использовании датчика давления необходимо нарушать герметичность корпуса, что снижает надежность самого прибора и приводит к конструктивным трудностям при изготовлении.
Цель изобретения - создание простого устройства, позволяющего включать передатчик скважинной телесистемы только при наличии циркуляции бурового раствора, что позволяет экономить энергию и продляет срок службы автономного источника питания.
Устройство включения скважинной телесистемы с автономным источником питания содержит сочлененный с телесистемой немагнитный корпус, постоянный магнит и вычислительное устройство. Немагнитный корпус установлен внутри бурильной трубы с помощью центратора. Снаружи немагнитного корпуса или на центраторе закреплен лепесток, выполненный из эластомерного материала, размеры лепестка выбраны из условия, что при движении потока скважинной жидкости лепесток отклоняется. Постоянный магнит расположен на лепестке. Внутри немагнитного корпуса на прямой, параллельной продольной оси корпуса, и на равном расстоянии от постоянного магнита установлены два магнитометра, магнитометры соединены с вычислительным устройством, выход которого связан со входом телесистемы.
На рис. 1, 2 представлен один из вариантов устройства включения скважинной телесистемы с центратором, изготовленным из эластомерного материала. На корпусе 1 цилиндрической формы, выполненном из немагнитного материала, например титана, укреплен центратор 2, выполненный из эластомерного материала, имеющий несколько ребер 3 (на рис. 2 изображено 4 ребра). На центраторе 2 также установлен лепесток 4 с постоянным магнитом 5. Длина лепестка 4 выбрана таким образом, чтобы лепесток 4 не задевал бурильную трубу, внутри которой в рабочем состоянии закреплен центратор 2, а общие размеры лепестка 4 позволяют при движении скважинной жидкости свободно отклоняться. Внутри корпуса 1 расположена плата 6 с размещенными на ней магнитометрами 7 и 8 и вычислительное устройство 9. Магнитометры 7 и 8 размещены внутри корпуса 1 на прямой, параллельной продольной оси корпуса 1, и на равном расстоянии от постоянного магнита 5 и соединены с вычислительным устройством 9, выход которого соединен со входом телесистемы.
Лепесток 4 можно закрепить на немагнитном корпусе 1 с помощью немагнитного материала, например манжеты, выполненной из эластомерного материала, а центратор 2 может быть выполнен и из магнитного материала, если он расположен не на корпусе 1, но он, кроме основной функции, в этом случае с помощью ребер 3 обеспечивает зазор между корпусом 1 и бурильной трубой, который необходим для свободного отклонения лепестка 4.
Устройство в составе телесистемы опускают в скважину и на необходимой глубине с помощью центратора 2 закрепляют внутри бурильной трубы. При отсутствии циркуляции скважинной жидкости лепесток 4 с магнитом 5 расположен симметрично относительно магнитометров 7 и 8, воздействует на них одинаково и его воздействие взаимно компенсируется: вычислительное устройство 9 выдает сигнал об отсутствии движения жидкости в скважине, поддерживая телесистему в «спящем» режиме. При достижении скорости потока скважинной жидкости заданного уровня лепесток 4 отклоняется, и действие магнита 5 на магнитометры 7 и 8 разбалансируется, а вычислительное устройство 9 выдает сигнал о переводе телесистемы из «спящего» режима в рабочий.
Для предупреждения ложного срабатывания устройства при обратном движении скважинной жидкости, например, при спуске телесистемы в скважину вычислительное устройство 9 учитывает знак сигнала разбалансировки выходных сигналов магнитометров 7 и 8, который указывает направление отклонения лепестка 4 - вверх или вниз.
Для предотвращения срабатывания устройства при незначительных колебаниях скважинной жидкости, не связанных с началом бурения, задают порог срабатывания устройства выбором размеров лепестка 4 и/или уровнем выходных сигналов магнитометров 7 и 8, которые определяет вычислительное устройство 9.